CN1870003A - 基于生物测量的身份确认系统及电子结算系统 - Google Patents

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Abstract

通过设置不接触地拍摄身体部位(指纹及虹膜等)地获得生物测量图象的摄象机和图象处理器、重叠地显示在最佳摄影位置引导该部位的导向画面与生物测量图象的图象显示器、从所获的生物测量图象中抽出特征数据并在加密部中加密后地送往鉴定服务器的控制装置及通信I/F部等，可以不让使用者心里感到不快和厌恶地进行高精度的身份确认。

Description

基于生物测量的身份确认系统及电子结算系统
本申请是申请号为01124830.0的原案申请的分案申请，该原案申请的申请日为2001年3月24日，在先申请为JP00-85133，优先权日为2000年3月24日。
技术领域
本发明涉及基于生物测量地证实身份的装置、利用该鉴定装置进行金融、流通等进行结帐的系统和用于此的便携卡及身份鉴定方法等。
背景技术
在电子商务交易和用卡结帐等中，通过口令和签名等进行身份确认。但是这些口令和签名容易受到窃听和伪造等不正当行为的攻击。因此，为了更保密，最近进行了基于生物测量的身份确认。其代表就是这样的鉴定装置(特开2000-30028号公报的鉴定装置)，即通过生物测量探测器获得指纹图象并且通过与预先记录下的指纹图象进行对照来识别生物体，从而证实身份。
图1A、1B举例地示出了传统鉴定装置所具备的生物测量探测器。图1A是被称为光学指纹扫描的方式，它是利用CCD等扫描按压在棱镜等的玻璃面上的手指的指纹并由此通过光学读取指纹图象的方式。图1B是利用静电容量型指纹感应芯片的方式，它是通过在把手指放在形成电容阵列的半导体探测器的表面上时检测各电容的静电容量来读取指纹图象的方式。
通过将如此读取的指纹图象和预记录的指纹图象进行对照，从而进行身份确认。
不过，上述利用生物测量探测器的传统鉴定装置具有以下问题。
(1)由使手指接触玻璃面而获得指纹图象的方式引起了以下问题。即，由于反复使用而弄脏了玻璃面，从而必须定期清理玻璃面等保养。此外，当考虑到容易产生静电以及承受手指按压时，上述半导体显然要十分耐使用。此外，也必须要考虑本人不愿意接触其他人接触过的玻璃面的那些使用者。
(2)由于必须配备指纹读取专用的生物测量探测器，所以，装置整体成本提高了。
(3)基于只用指纹进行身份确认的方式存在以下问题。即，对于因手指缠绕包裹或烧伤和划擦而难以读取指纹的使用者来说，身份确认已经不能进行了。
发明内容
因此，鉴于上述问题而制定了本发明。本发明的第一目的是提供一种几乎不需要生物测量探测器的保养并且不产生静电和按压问题、并且不让使用者心里感到不快和厌恶地获得生物测量数据并由此进行身份确认的鉴定装置。
此外，本发明的第二目的是提供一种低成本、高精度的身份鉴定装置等。
为了实现上述第一目的，本发明的身份鉴定装置的特征是通过不接触地拍摄身体部位而获得生物测量图象。因此，该装置具有生物测量图象显示器并显示出所获的生物测量图象。使用者一边参照显示图象，一边使被摄影部移动到适当位置。由此一来，实现了利用非接触探测的可视生物测量图象的输入，解决了由接触探测引起的现有问题。
为了实现上述第二目的，本发明的鉴定装置所具备的摄影器械获取指纹、虹膜、掌纹、脸形等多个生物测量图象，组合根据这些图象的多个识别结果来进行身份确认。由此一来，在鉴定精度提高的同时，与设置用于获得各个不同类型的生物测量图象的多个探测器的场合相比，能够成本很低地实现身份确认。
与此对应，首先，根据本发明的一种基于由通过通信网络相连的鉴定终端和鉴定服务器构成的生物测量的身份确认系统，它包括：通过不接触地拍摄身体部位而获得生物测量图象的摄影器械；显示出所获得的生物测量图象的生物测量图象显示器；在所述生物测量图象上重叠地显示出表示在适当拍摄位置拍摄所述部位时的部位外形的指导图象的导向显示器；根据所述生物测量图象判断是否在适当拍摄位置拍摄了所述部位的判断机构；在判断出在适当位置进行拍摄的场合下从所述生物测量图象中抽出表示所述部位的形态特征的生物测量信息并将其送往所述鉴定服务器的生物测量信息抽出机构，所述鉴定服务器包括：存储多个生物测量信息的生物测量信息存储器；通过对照已从所述鉴定终端发送来的生物测量信息和存储在所述生物测量信息存储器中的生物测量信息地进行身份确认的鉴定机构。
其次，根据本发明的一种由通过通信网络相连的鉴定终端和鉴定服务器构成的并利用基于生物测量的身份确认而进行电子结算的电子结算系统，所述鉴定终端包括操作者接收进行电子结算的要求的接收机构、通过不接触地拍摄操作者的身体部位而获取生物测量图象的摄影器械、显示出所获的生物测量图象的生物测量图象显示器；在所述生物测量图象上重叠地显示出表示当在适当拍摄位置拍摄所述部位时的部位轮廓的导向画面的导向显示器、根据所述生物测量图象来判断是否在适当拍摄位置拍摄下所述部位的判断机构、在判断出是在适当拍摄位置进行拍摄时从所述生物测量图象中抽出表示所述部位的形态特征的生物测量信息并和指定所述电子结算的信息一起送往所述鉴定服务器的生物测量信息抽出机构，所述鉴定服务器包括存储预记录的多个生物测量信息的生物测量信息存储器、通过对照已从所述鉴定终端发送来的生物测量信息和存储在所述生物测量存储器中的生物测量信息来进行身份确认的鉴定机构、当成功地确认了身份时进行根据已由所述鉴定终端送来的信息而定的电子结算的结算机构。
如上所述，本发明能够进行利用不让使用者心里感到不快和厌恶的非接触探测方式的、基于许多生物测量图象的且低成本但高精度的身份确认，其实用价值极高。
附图说明
根据以下结合附图的说明，本发明的这些和其它目的、优点和特征将变得一清二楚，所述附图表示本发明的特定实施例。
图1A是表示是传统鉴定装置所具备的生物测量探测器的例子的并被称为光学式指纹扫描仪的方式的图。
图1B表示是传统鉴定装置所具备的生物测量探测器的例子的并被称为静电容量型指纹感应芯片的方式。
图2表示本发明的电子管理系统的整体结构。
图3表示该系统的鉴定服务器所具备的数据库的内容。
图4A表示本发明的ID卡的外观并且表示只记录ID数据的最简单的第一类型的ID卡。
图4B表示本发明的ID卡的外观并且还示出了记录下特征数据的第二类型的ID卡。
图4C表示本发明的ID卡的外观并且还示出了具有鉴定电路的最高级的第三类型的ID卡。
图5是表示该系统的ATM等所配备的鉴定装置的结构的框图。
图6是表示该鉴定装置的摄象机的详细结构的框图。
图7说明了该鉴定装置的图象处理器所产生的指纹的特征数据。
图8说明了该鉴定装置的图象处理器产生的虹膜的特征数据。
图9是表示鉴定装置以普通方式获得生物测量图象时的工作顺序的流程图。
图10是表示鉴定装置以高精度方式获得生物测量图象时的工作顺序的流程图。
图11是表示利用该鉴定装置的特征数据对照的整个过程的流程图。
图12是表示图11的对照和鉴定处理的详细顺序的流程图。
图13表示操作者利用具有该鉴定装置的便携电话进行身份确认的情况。
图14表示操作者利用具有该鉴定装置的PDA进行身份确认的情况。
图15表示操作者利用具有该鉴定装置的ATM进行身份确认的情况。
图16是对应于该鉴定装置所具有的有效功能的菜单的表示例。
图17A是表示本发明适用例子的视图，它表示该鉴定装置适用于无钥匙大厦的出入管理。
图17B是表示本发明适用例子的视图，它表示适用于无钥匙汽车的例子。
图18表示该鉴定装置适用于自动售货机的例子。
具体实施方式
以下，利用附图来说明本发明的实施例。
图2表示本发明的电子管理系统10的整体结构。电子管理系统10是消费者可以通过基于生物测量的身份确认进行电子结算的系统，它由通过因特网等通信网络20相连的鉴定服务器30、网关40、随身电话50、PDA(个人信息终端)60、ATM(自动提款机)70、PC(个人电脑)80、银行通信终端90及电子商店通信终端100等构成。
在电子管理系统10中，通过各通信装置50、60所具有的摄象机不接触地获得了消费者的生物测量图象(在这里，至少是指纹或虹膜的图象)，它们是确认身份所必需的信息。另一方面，ID卡110被用于帮助基于生物测量图象的身份确认。
鉴定服务器30是这样的计算机，即它通过接收由随身电话50、PDA60、PC80送来的特征数据(表示从生物测量图象中抽出的指纹或虹膜的特征的数据)并且与预先作为数据库而记录在案的特征数据进行对照来证实身份并且将识别结果报告给交货前的电子商店和银行，从而集中地进行结算处理等。
在这里，如图3所示，鉴定服务器30所具有的数据库是在使用电子管理系统10的全部会员(消费者)中，对应于PIC(个人识别码)、ID数据(存储在ID卡110中的个人鉴定信息)、该会员的生物测量图象、从所述生物测量图象中抽出的特征数据、记录下这些生物测量图象及特征数据的年月日等收集起来的数据库。在电子管理系统10中，为确保身份确认精度，其前提条件就是记录下生物测量图象和特征数据中的至少两个特征数据。
鉴定服务器30，在从ATM70等中获取了旨在参照特征数据的要求和ID数据的情况下，所述服务器具有这样的数据分送功能，即它在数据库中检索与ID数据一致的特征数据并且在读出所有相应的特征数据并加密后将其发送回ATM70等的请求单元。
此外，在身份确认成功且本人特征数据超过一定时间(如3年)而未更新的场合下，鉴定服务器30具有这样的功能，即它通过用随身电话50等送来的最新特征数据代替旧特征数据而更新数据库并对电子管理系统10的新会员发送ID卡110。
银行通信终端90是设置在银行内的计算机，它根据来自消费者、鉴定服务器30及ATM70等的通信的结算指示进行现金出纳和转帐等金融处理。
电子商店通信终端100是在网上销售商品的店主所具有的计算机，它接收来自消费者、鉴定服务器30等的订购指示等地进行销售处理。
随身电话50及PDA60分别在普通随身电话和随身信息终端的功能基础上具有通过内藏的小型摄象机获取操作者的生物测量图象并且通过从所述图象中生成特征数据并将其发往鉴定服务器30而可以进行在这种情况下的电子结算的移动终端功能。操作者不用用卡其输入口令，只要通过与随身电话50及PDA60显示画面的对话，就能进行订购所需商品等商务交易。
ATM70在普通现金提款机功能的基础上还具有通过视频摄象机获取操作者的生物测量图象并且根据从所述图象或该图象与ID卡110中读出的ID数据一边与鉴定服务器30通信或不与鉴定服务器30通信(单独地)地执行身份确认并根据鉴定结果进行现金出纳处理的功能。
就是说，在操作者持有ID卡110的情况下，在把有ID卡110插入ATM70后完成身份确认，而在操作者没有ID卡110的情况下，也完成身份确认，从而能够不用输入口令等地从本人户头中取出现金。
PC80是设置在办公室和家庭中的计算机，它在普通计算机功能的基础上还具有上述PDA60所具备的功能以及更新记录在本人的ID卡110上的特征数据等功能。操作者通过与PC80的显示画面对话而订购所需商品并且能够进行ID卡110内容的修改的保养。
图4A-4C表示电子管理系统10所用的ID卡110的类型。在这里，画出了三种ID卡110a-110c。
图4A所示的ID卡110a是最简单的第一种ID卡，它是在表面上形成了磁条和光存储器的塑料卡。在磁条和光存储器中，记录了持卡人的ID数据(姓名、出生年月日、住所、电话号码、口令)。这些ID数据例如在由ATM70进行身份确认时被用作在鉴定服务器30中检索成为对照对象的特征数据时的检索词。
图4B所示的ID卡110b是在上述的ID卡110a的磁存储器或光存储器的基础上还内藏有使电极露出表面的不易失性IC存储器(闪存器)。在IC存储器中记录了持卡人的特征数据。所述特征数据例如被用于用ATM70进行身份确认，即被用于ID卡110b的使用者与持卡人之间的同一性判断等。确切地说，判断通过ATM70的摄象机获得的使用者特征与记录在被插入ATM70中的ID卡110b内的特征数据的同一性。
图4c所示的ID卡110c是最高级的ID卡，它在上述ID卡110b所具有的磁或光存储器及IC存储器的基础上还内藏有本身进行身份确认的鉴定电路。ID卡110c具有由存储有用于执行鉴定处理的程序的ROM及执行该程序的CPU等构成的电路并且本身判断通过ATM70和PC80的摄象机获得的特征数据与内部的IC存储器所存特征数据的同一性。因此，在采用ID卡110c的情况下，不需要用鉴定服务器30和ATM70进行识别。
图5是表示图2所示ATM70所具有的鉴定装置200，即，ATM70中与本发明的身份确认有关的部分的结构的框图。在随身电话50、PDA60、PC80及鉴定服务器30中，也内藏有与鉴定装置200一样的结构或其分机(局部结构)。
鉴定装置200是这样的装置，即它一边与操作者对话一边非接触地获得生物测量图象，在从图象中抽出特征数据后，通过存储在鉴定服务器30和ID卡110中的特征数据相互对照而进行身份确认(或者，使之在鉴定服务器30和ID卡110c进行)，它由摄影条件转换部210、读写器220、通信I/F(接口)230、摄影器械240、图象处理器250、控制器260、图象显示器270、输入部280、加密部285和存储器290构成。
摄影器械240是拍摄用于身份确认的身体部位(在这里是指纹和虹膜)并输出摄影器械的图象信号的小型摄象机。
图6是表示摄影器械240的详细结构的框图。摄影器械240由是由Z驱动部243、摄影镜头244、图象传感器245及AF控制器246构成的活动组件的活动部241、θ驱动部242、拍摄控制器247和发光部248构成。摄影镜头244是广角变焦透镜。
Z驱动部243是在Z方向(远近方向)上驱动摄影镜头244的致动机构等，它通过根据来自摄影条件转换部210的调节摄影镜头244来改变摄影倍率并根据来自AF控制器246的指令使摄影镜头244在Z方向上微小地移动，从而进行聚焦。
AF控制器246是通过用图象传感器245检测来自发光部248等的光的反射光来测量到达被拍摄物体的距离并对应于该距离地控制Z驱动部243的自动调焦电路。
图象传感器245例如是由350×400象素的CMOS图象传感器等构成的摄影元件。CMOS图象传感器因容易与CPU等的电路成一体并且耗电少而适用作图象传感器245的材料。
θ驱动部242是依照来自摄影条件转换部210的指令而通过陀螺机构使活动部241两维转动(在地面上水平及垂直地转动)的致动机构。
发光部248是发出用于自动调焦和闪光灯的光的LED和闪光电路等。
拍摄控制器247根据来自摄影条件转换部210的指令对图象传感器245发出旨在对图象进行抽样的(保持彩色图象)指令并同时对发光部248指示闪光灯闪光等。在向发光部248指示闪光灯发光时，拍摄控制器247向着使其与闪光灯发光同步地(被拍摄体的瞳孔缩小的瞬间)进行图象抽样的图象传感器245发出指令。
摄影条件转换部210从控制器260中接收摄影条件(分阶段设定的多个摄影倍率之一及多个摄影方向之一)和微调指令，通过向摄影器械240的Z驱动部243和θ驱动部242发送对应于所述条件和指令的控制信号，一边使摄影器械240的摄影倍率和摄影方向大致改变，一边进行微调。由此一来，进行利用摄影器械240的被拍摄体(操作者的身体部位)跟踪控制，在图象传感器245上的预定最佳位置上形成了生物测量图象。
在摄影条件转换部210从控制器260中接受到拍摄虹膜的指令的场合下，它对拍摄控制器247发出进行与上述闪光灯发光同步的摄影(以下称为闪光灯同步拍摄)的指示。这是为了在亮度不够的情况下，可以一边进行瞳孔收缩时的即大面积的虹膜的拍摄，一边进行生物体确认。
随身电话50及PDA60所具备的鉴定装置与ATM70装备的鉴定装置200不一样，它没有摄影器械240的Z驱动部243及摄影条件转换部210，而是以固定的摄影倍率和摄影方向拍摄被拍摄体(不过，进行利用AF控制器246的自动调焦和利用拍摄控制器247的闪光等同步拍摄)。
就是说，随身电话50及PDA60所具备的鉴定装置的前提是被拍摄体位于预定的适当空间位置上。不过，为了将被拍摄体引导到这样的适当位置，在图象显示器270上显示出指导图象(表示被拍摄体的适当拍摄位置的图象)。
图象处理器250由AD转换器、缓冲存储器、数字滤波器(滤波，检测界限、抽出特征的滤波器)和演算器等构成，它依照控制器260的指令通过进行对所获生物测量图象数据来说是必需的滤波处理等来抽出被拍摄体的轮廓及特征。
就是说，图形处理器250依照控制器260的要求产生(i)所有由摄影器械拍到的摄影图象(所有生物测量图象)(ii)表示手指或眼睛轮廓位置的轮廓数据(iii)其轮廓周围的部分的图象(取出的生物测量图象)及(iv)指纹的特征点等特定数据(指纹特征数据)或表示虹膜特征的虹膜码(虹膜特征数据)中的任何一个并将其送往控制器260。
图7表示图象处理器250所生成的指纹特征数据。特征数据是指纹特征点(歧点和端点)和中心点的相对位置、隆线位置及方向被数值化的结果。
图8表示图象处理器250所生成的虹膜的特征数据。虹膜是指在瞳仁内侧且比瞳孔靠外的环形部分，它由调节瞳孔开合度的筋肉构成。虹膜的特征数据是将表示在以虹膜中心为原点的极坐标中在半径方向和转动方向上预分割的多个区域的虹膜形状(放射状的虹膜形状)的深浅的二进制数据符号化的结果(256位虹膜码等)。
读写器220是对应于三种ID卡100a-110c的记录重现装置，它读取存储在装入的ID卡100内的ID数据及特征数据，或将特征数据写入ID卡100。
通信I/F部230是卡、LAN卡及利用无线电的发送接收电路，它是鉴定装置200通过网关40和通信网络20等与鉴定服务器30通信的接口电路。
图象显示器270是随身电话50等具备的彩色LCD和ATM70等具备的彩色CTR等。在该鉴定装置200中，所述图象显示器被用于显示出在鉴定身份时将操作者的手指和眼睛引导到适当拍摄位置时的引导显示。
输入部280是随身电话50等所具备的键和ATM70等具备的触摸控制屏板，在鉴定装置200中，它被用于一边让操作者与鉴定装置200对话且一边输入辅助基于生物测量的身份确认的ID数据输入。
加密部285是这样的电路，即在鉴定装置200通过通信I/F部230向外部装置(鉴定服务器30等)发送与身份确认有关的数据(生物测量图象、特征数据、ID数据等)时，与进行利用询问响应的机器之间的相互确认同时地使变时的秘密键共有化，事先通过该秘密键对发送数据加密，在相互确认后，利用秘密键地对从外部装置送来的加密数据进行解码。
存储器290由由不易失性IC存储器等构成的标准数据存储器291及程序存储器292以及由易失性IC存储器等构成的数据暂存器293构成。
标准数据存储器291预先存储了表示普通人的手指(左、右手的拇指、食指)及眼睛(左眼和右眼)的轮廓的轮廓标准数据291a。轮廓标准数据291a被用于鉴定装置200识别被用于身份确认的被拍摄体的手指或眼睛的位置。
程序存储器292预先存储了(i)记录下用于获取鲜明的生物测量图象的控制顺序的图象获取程序292a(ii)记录下对照所获特征数据与鉴定服务器30和ID卡110所记录的特征数据的对照顺序的对照程序292b(iii)记录下其它附加处理顺序(注册、对照检验、拍摄条件设定等)的功能程序292c。
数据暂存器293是暂时存储成为对比对象的特征数据293a与ID数据293b等的工作区。
控制器260由随身电话50和ATM70所具备的CPU、RAM及日历时间电路等构成，操作者要进行电子结算时，它从鉴定服务器30等中接收应证实身份的指示，或者接收操作者的指示，此时，执行存储在程序存储器292中的对应程序292a-292c。由此一来，鉴定装置200对应于具备鉴定装置的各通信装置50、60、70、80的类型等发挥以下功能。
(1)生物测量图象的获取
确切地说，(i)采用指导图象显示的生物测量图象的获取(在随身电话50及PDA60的场合下)(ii)利用跟踪控制的生物测量图象的获取(ATM70和PC80的场合)。
(2)采用对照的身份确认
具体地说，(i)采用对鉴定服务器30的委托的鉴定(随身电话50、PDA60、ATM70及PC80的场合)(ii)利用对ID卡110的委托的鉴定(ATM70、PC80的场合)(iii)利用本身进行的鉴定(ATM70的场合)。
(3)功能处理
确切地说，(i)对鉴定服务器30或ID卡110进行特征数据存储(ATM70、PC80的场合)(ii)检测存储特征数据用的对照检验(全部通信装置50、60、70、80为对象)(iii)拍摄条件设定(全部通信装置50、60、70、80为对象)。
接着，以鉴定装置200的动作为中心地说明如上所述地构成的电子管理系统10。
图9是表示利用鉴定装置200获得生物测量图象的基本工作(普通模式)的顺序的流程图。通过由鉴定服务器30向鉴定装置200报告而事先决定身份确认所用的生物测量图象的类型(仅有指纹图象，仅有虹膜图象，指纹图象与虹膜图象的组合等)并且将其存储在控制器260的内存中。
首先，控制器260根据操作者的指令等确定了身份确认用的身体部位(如右手拇指)，随后，从标准数据存储器291中读取对应于身体部位的轮廓标准数据291a，作为红线图形(指导图象)地在图象显示器270上显示出该轮廓标准数据291a所示的轮廓(步骤S300)。
随后，控制器260在操作者发出拍摄指令或经过1秒等预定时间前反复进行(步骤S303)利用摄影器械240的摄影倍率和摄影方向的调整的被拍摄体的跟踪控制(步骤S301)和利用图象处理器250的生物测量图象的获取和对图象显示器270显示(步骤S302)。
确切地说，控制器260通过对拍摄条件转换部210发送对应于身体部位类型地预定的拍摄条件等而使摄影器械240的Z驱动部243及θ驱动部242和拍摄控制器247，随后，获取通过利用图象处理器250的数字化而获得生物测量图象，并在图象显示器270上彩色显示出该图象。对应于身份确认用身体部位类型地，预先将适当摄影位置通知操作者。例如，如果是手指，则在摄影器械240的摄影镜头244前方5厘米处，如果是眼睛，则在其30厘米前。
通过这样的身体部位的动画显示与引导显示，操作者能够移动手指或随身电话50等地调整位置，从而图象显示器270所显示的指导图象与本身拇指轮廓与严密重合随后，在判断处于适当位置时，能够通过输入部280的按钮发出拍摄指令。
操作者发出拍摄指令后或经过1秒等一定时间时(步骤S303中，是)，控制器260中断上述更新显示(步骤S301-S303)，之前获得的生物测量图象作为静止图象地显示在图象显示器270上(步骤S304)，与此同时，判断是否是在适当位置拍摄所获的生物测量图象(步骤S305-S306)。
确切地说，控制器260通过在图象处理器250上指示而从之前获得的生物测量图象中抽出右手拇指的轮廓(步骤S305)，算出该轮廓与轮廓标准数据291a所示的轮廓的重合度(相关值)并判断是否在一定基准值以上(步骤S306)。例如，通过边缘检测和二进值化等产生了轮廓部分的象素块成为“1”的轮廓数据，算出2个轮廓数据的在同一位置的象素值的排他逻辑和，设结果为“1”(象素值一致)的象素的数量为重合度并与基准值进行比较。
结果，重合度不到基准值时(步骤S306中，否)，控制器260根据这两个轮廓算出比例(拍摄倍率)差和方向(拍摄方向)差，通过在摄影条件转换部210上指示出计算结果，重新判断引导显示(步骤S301-S303)与轮廓的重合度(步骤S304-S306)。
另一方面，重合度大于基准值时(步骤S306中，是)，控制器260通过给图象处理250发指令而在截出生物测量图象后抽出指纹的特征数据，并获得抽出结果(截出的生物测量图象与特征数据)并存储在数据暂存器293(步骤S307)。
这样一来，鉴定装置200通过引导显示而将操作者的身体部位带到适当的拍摄位置并且能够不接触身体地获得具有预定大小和鲜明度的生物测量图象及特征数据。
图10是表示通过高精度模式地用鉴定装置200获得生物测量图象的工作过程的流程图。在这里，高精度模式是通过反复进行图9所示的获取顺序而高精度地获得生物测量图象(及特征数据)的选择工作模式，操作者通过输入部280而预先指定它。
在这种模式下，鉴定装置200在获得生物测量图象(步骤S313-S316)前确认被拍摄体是活体(步骤S310-S312)。这是为了防止拍摄死体指纹或利用彩色接触透镜伪造虹膜这样的错误的身份确认。
确切地说，控制器260通过向摄影条件转换部210发出指令而(1)获得闪光灯同步摄影和普通摄影的虹膜图象并检测瞳孔有无放大收缩(2)以一定时间间隔反复拍摄手和整个脸并通过对比从所获图象中抽出的轮廓来检测活体动作(步骤S310)。结果，在没有检测出动作的场合下(步骤S311中，否)，中断以后的处理(步骤S312)。
当检测出动作时(步骤S311中，是)，按照预定次数n反复获取生物测量图象并抽出特征数据(步骤S313-S316)。具体地说，控制器260反复进行图9所示的顺序。不过，在上述动作检测中，在检测出的手和整个脸的动作时(步骤S310)，控制器260利用所述手或整个脸的位置地决定局部(身体部位)的位置并且使该身体部位与焦点重合地控制摄影器械240的Z驱动部243及θ驱动部242。
当这样地获得了n组特征数据时，控制器260通过将这些特征数据平均化而产生了最终的特征数据(步骤S317)。确切地说，表示指纹的同一特征点的位置坐标被平均化，在统计了虹膜图形的深浅值后，经过二进值化地产生了虹膜码。
这样一来，通过按照高精度模式地进行生物测量图象的时间平均化，与采用图9所示普通模式的场合相比，缩短了拍摄所需的时间。另一方面，由于确认了被拍摄体是活体，所以身份确认的安全程度可以进一步提高。
图11是表示利用鉴定装置200的特征数据对照的整个过程的流程图。就是说，在本图中，画出了在按照图9、10所示顺序获得了操作者特征数据(及ID数据)后的鉴定装置200的工作顺序。
首先，控制器260根据来自读写器220的信号检测是否插入了ID卡110(步骤S320)以及在插装了的情况下检测ID卡110的类型1-3(步骤S321)。
结果，在插装了第一种ID卡110a的情况下(步骤S321中，第一种)，控制器260读取存储在数据暂存器293中的ID数据293b并且在加密部285中对其加密，随后，通过通信I/F部230发送往鉴定服务器30(步骤S325)。此时，以发送的ID数据为检索词地，同时发送反送内容一致的所有特征数据的命令。
随后，当接收到鉴定服务器30送来的1个以上的特征数据时，控制器260以所接收的所有特征数据为对象地逐个比较已获得的操作者的特征数据，从而算出重合度(步骤S326)。结果，在发现了具有超过一定阈值的重合度的特征数据有1个以上时，证实操作者是本人，如果不是，则否定确认(步骤S330)。
另一方面，在插装了第二种ID卡110b的场合下(步骤S321中，第二种)，控制器260通过读写器220从ID卡110b中读取特征数据(步骤S324)并且以所述特征数据为确认基准地进行与上述一样的对照(步骤S326)和确认(步骤S330)。
此外，在插装了第三种ID卡110c的场合下(步骤S321中，第三种)，读取存储在数据暂存器293中的操作者特征数据293a，通过读写器220向ID卡110c发送使之与特征数据进行对照的命令(步骤S322)，从而在ID卡110c中实行了对照(步骤S323)。随后，当接收到ID卡110c的对照结果(重合度)时，控制器260进行根据所述对照结果的身份确认(步骤S330)。
另一方面，在没有插装ID卡110的情况下(步骤S320中，否)，控制器260在图象显示器270显示出这种情况并对应地判断操作者是否通过输入部280输入了ID数据(步骤S327)。
结果，在操作者用手输入ID数据的场合下(步骤S327中，是)，控制器260进行与从第一种ID卡110a中读取其ID数据一样的操作(步骤S325-S330)。
另一方面，在操作者否定ID数据输入的场合下(步骤S327中，否)，控制器260读取存储于数据暂存器293中的操作者特镇数据293a并且和对照命令一起发送往鉴定服务器30，从而对鉴定服务器30执行特征数据的对照(步骤S329)。随后，在接收到鉴定服务器30的对照结果(重合度)时，控制器260进行基于该对照结果的鉴定(步骤S330)。
这样一来，在鉴定装置200进行基于特征数据的身份确认能利用ID数据的场合下，ID数据被用作身份确认的辅助措施(检索高速化)。此外，对应于各种环境地，在鉴定服务器30、鉴定装置200或ID卡110中进行对照处理，实现了由身份确认带来的工作负担。
图12是表示图11的对照(步骤S323、S326及S329)及鉴定(步骤S330)的详细顺序即通过鉴定装置200的控制器260、第三种ID卡110c的鉴定电路和鉴定服务器30执行的对照和鉴定处理的顺序的流程图。在这里，说明的是鉴定装置200的控制器260进行利用组合指纹和虹膜的对照和鉴定。
控制器260通过控制摄影器械240等并依照图9所示的顺序获得操作者指纹的特征数据，同时从鉴定服务器30中通过通信I/F部230获取成为标准的预记录的指纹特征数据并将其存储在数据暂存器293中(步骤S340)。随后，对照这些指纹特征数据并计算出其重合度C1(步骤S341)。例如，作为重合度C1地计算出在两个特征数据所含的多个指纹特征点中的且在一定范围内相对位置一致的特征点的个数比例等。
同样地，控制器260获取操作者虹膜的特征数据以及记录下的标准虹膜特征数据并将其存储在数据暂存器293中(步骤S342)，对照这些特征数据并计算出重合度C2(步骤S343)。例如，求出两个特征数据所含的虹膜码的汉明距离并作为重合度C2地算出与之对应的“准确性”的概率。
随后，控制器260分别对所获的两个重合度C1、C2乘以预定加权系数R1、R2地相加而做出综合评估值并判断该综合评估值是否超过一定阈值(步骤S344)，如果综合评估值超过一定阈值(步骤S344中，是)，则肯定身份确认(步骤S345)，如果不是(步骤S344中，否)，则否定身份确认(步骤S346)。
这样一来，鉴定装置200不仅能通过一种身体部位的对照，而且能通过组合多种身体部位的对照来进行高精度的身份确认。此外，通过对应于身体部位类型地对重合度加权，可以进行在过去的鉴定实际成绩的基础上微小地调整判断基础等灵活的身份确认。
此外，在记录下的标准特征数据有多个的情况下，对每个特征数据反复进行上述对照和确认，在根据至少一个特征数据而肯定身份确认时，最终肯定身份确认，在根据全部特征数据否定身份确认的场合下，最终否定身份确认。
接着，说明操作者使用具备上述鉴定装置200的各种通信装置时的情况。
图13表示操作者为进行身份确认而对随身电话50显示右手拇指指纹时的样子。在随身电话50中，拍摄生物测量图象用的镜头窗51与发光口52设置在LCD53的上方。镜头窗51、发光口52和LCD53分别对应于鉴定装置200的摄影器械240的摄影镜头244、发光部248和图象显示器270。
在LCD53上显示出指导图象54、操作者拇指的指纹图象55。操作者移动自己的拇指和随身电话50地进行位置调节，以便使固定显示的指导图象54与自己的指纹图象55的轮廓紧密重合。随后，在适当位置上使手指和随身电话50静止一段时间(1秒等)，或者用左手按下特定按钮地在鉴定装置上拍摄指纹图象。在拍摄的情况下，暂停地显示出LCD53上的指纹图象(与标准轮廓进行比较的期间)。
图14表示操作者为进行身份确认而对PDA60显示右眼虹膜时的样子。在PDA60中，拍摄生物测量图象用的镜头窗51和发光口62设置在LCD63的上方。
与图13所示的随身电话50的场合一样地，操作者移动自己的眼睛和PDA60地进行位置调节，以便使固定显示在LCD63上的指导图象64与自己的虹膜图象65的轮廓紧密重合。随后，在适当的位置上使手指和随身电话50静止一段时间(1秒等)，或者能够用左手按下特定按钮地在鉴定装置上拍摄虹膜图象。
图15表示操作者为进行身份确认而对ATM70显示拇指指纹时的样子。在ATM70中，拍摄生物测量图象用的镜头窗71和发光口72设置在CRT73的上方。
与随身电话50和PDA60不一样地，ATM70的鉴定装置能够控制利用摄影器械240来跟踪被拍摄体。因此，操作者只要使拇指静止在一定范围内的适当位置上就行了。操作者通过镜头窗71的移动以及CRT73上的指导图象74与指纹图象的轮廓75紧密重合地聚焦而能够有利用自动位置调节来摄影的感觉。
图16表示PC80的CRT(鉴定装置200的图象显示器270)的表示例。在这里，画出了对应于鉴定装置200所具有的实用功能的菜单。
操作者通过在菜单中选择“记录”而能够重新在鉴定服务器30或ID卡110中记录下当前的本人指纹和虹膜的特征数据。而在已经记录下特征数据的场合中，除非根据该特征数据的身份确认成功了，否则拒绝登录。
操作者通过在该菜单中选择“对照检验”而能够检验已记录下的特征数据(在鉴定装置200中算出并显示出当前的重合度C1、C2及综合评估值)。
此外，操作者通过在该菜单中选择“摄影条件设定”而能够选择对虹膜的摄影条件(闪光灯同步摄影或普通摄影)，启动/关闭跟踪控制，设定生物测量图象的获取方式(普通模式或高精度模式)，指定反复拍摄的次数n，或者指定身份确认用的身体部位及其组合方式。
在利用这些功能菜单的处理中，鉴定装置200的控制器260通过输入部280和图象显示器270一边与操作者对话一边做决定。随后，决定的参数被存储在存储器290和控制器260的内部不易失存储器等中并且在执行图象获取程序292a时使用。
尽管以上在实施例的基础上说明了本发明的鉴定装置及电子管理系统，但显然本发明不局限于这个实施例。
例如，尽管本发明的身份确认被用于与通信网络20相连的且一边与鉴定服务器30通信一边进行身份确认的电子管理系统10中，但它也能够适用于其它各种用途。
图17A、17B表示本发明的身份确认被用到无钥匙应用场合中的例子。
图17A表示无钥匙大厦的出入管理适用例。通过设置在大厦的公共前门400内的鉴定装置402获得的生物测量图象与特征数据被分配给设置各家各户中的具有鉴定服务器功能的对讲机411。随后，在通过带鉴定服务器功能的对讲机411成功进行了身份确认的场合下，与之连动的玄关大门412的锁定被解除了。通过这样的大厦管理系统，住户只要在带鉴定服务器功能的对讲机411中预先记录下生物测量信息，则即便忘带了钥匙或忘记了口令，也不用担心被锁在屋外。因此，出入大厦各家的安全性和便利性提高了。
图17B表示适用于无钥匙汽车的例子。汽车420安装了与钥匙锁连动的鉴定装置421。在鉴定装置421中，预先记录下汽车持有人的生物测量信息。持有人对鉴定装置421显示自己的指纹和虹膜，能够根据身份确认的成功来初次启动汽车。由此一来，防止了盗车。
图18表示本发明的身份确认适用于自动售货机的例子。自动售货机430具有其功能与上述实施例的鉴定装置200一样的鉴定装置431以及在通过鉴定装置431成功地完成身份确认时使指定商品移向取出口的控制电路。在鉴定服务器中预先记录下生物测量信息的会员(例如，在该自动售货机430所设置的大厦内的工作人员)不使用专用卡或与使用专用卡同时地在鉴定装置431上显示出指纹和虹膜，从而能够不带现金地进行在这种场合下利用电子结算的购物。
此外，本发明的身份确认也能适用于POS(销售点)系统。例如，在超市等注册装置等的POS终端机上安装本实施例的鉴定装置200，在POS系统的服务计算机中安装本实施例的鉴定服务器30。由此一来，可以进行与本实施例的ATM70等一样的现金出纳处理。就是说，在购物时不需要口令和信用卡，可以进行利用更安全的身份确认的结算。
此外，尽管在本实施例中获取生物测量图象的鉴定装置200是与具有特征数据的数据库的鉴定服务器30分开设置的，但它们也可以成一体。由此一来，能够实现进行生物测量图象的获取与身份确认的独立的身份鉴定装置。
此外，在本实施例的鉴定装置200中，图象处理器250利用数字滤波器等产生了特征数据，但可以取而代之地由控制器260用软件(通过在CPU中进行特征抽出程序)产生特征数据。
在本实施例中，身份确认用的生物测量对象是指纹和虹膜，但还可以是掌形(手的大小、长度、厚度、比例等)、脸形(脸的轮廓、眼睛和鼻子的形状和配置)、静脉(手表面的静脉纹路)、耳壳(耳轮和耳面壳腔的大小、耳面壳腔宽度、耳面壳腔长度和外形的耳长等)。
因此，使用者可以从这些身体部位中选择用于身份确认的部位。例如，根据记录在鉴定服务器30上的数据库，分别分配在功能键f1-f10中地显示出可用于身份确认的多个身体部位。在使用者按下任一个功能键时，进行利用对应于该键的身体部位的身份确认。由此一来，实现了对应于使用者状况的身份确认以及最安全的且基于使用者信赖的身体部位的身份确认。
在本实施例中，为了确认是活体而要检测瞳孔的运动，但可以代替这个方式地检测瞳仁运动和有无眨眼。
此外，在利用本发明电子管理系统10进行对照时，比较特征数据而没有直接使用生物测量图象，但可以取而代之地或者在特征数据的基础上，以生物测量图象为对照对象。由此一来，可以进行基于原图象的身份确认，从而实现了基于鉴定服务器30和ID卡100的对照算法的高精度身份确认。
此外，如上所述地，使用者按照指导图象拍摄手指等并且身份鉴定装置进行判断，但可以取而代之以以下方式。即，身份鉴定装置只在显示画面上显示手指等，在不显示指导图象的状态下，使用者等候开始鉴定的指令。使用者一边确认在预定状态下显示了手指，一边对身份鉴定装置输出开始鉴定的指令。身份鉴定装置在使用者收到开始鉴定的指令时利用所拍摄的生物测量图象来进行鉴定。如此一来，与选择手写签名字体一样地，由于使用者自己能够决定拍摄状态，所以能够进一步提高安全性。此外，由于使用者能够参见显示画面地确认摄影状态，所以，能够容易重现相同的摄影状态。
尽管已经参见附图地举例描述了本发明，但应该注意的是，各种改动和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。
因此，除非这样的改动和修改超出了本发明的范围，否则，它们应该被解释为被包括在本发明的范围中。

Claims (3)

1.一种基于由通过通信网络相连的鉴定终端和鉴定服务器构成的生物测量的身份确认系统，它包括：通过不接触地拍摄身体部位而获得生物测量图象的摄影器械；显示出所获得的生物测量图象的生物测量图象显示器；在所述生物测量图象上重叠地显示出表示在适当拍摄位置拍摄所述部位时的部位外形的指导图象的导向显示器；根据所述生物测量图象判断是否在适当拍摄位置拍摄了所述部位的判断机构；在判断出在适当位置进行拍摄的场合下从所述生物测量图象中抽出表示所述部位的形态特征的生物测量信息并将其送往所述鉴定服务器的生物测量信息抽出机构，所述鉴定服务器包括：存储多个生物测量信息的生物测量信息存储器；通过对照已从所述鉴定终端发送来的生物测量信息和存储在所述生物测量信息存储器中的生物测量信息地进行身份确认的鉴定机构。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鉴定终端还具有：随着所述摄影而获得是身份识别用信息的ID数据的ID数据获取机构；通过把所获的ID数据送往鉴定服务器而从所述鉴定服务器上下载对应于与所述ID数据一致的生物测量信息的下载机构；通过对照所下载的生物测量信息与通过所述生物测量信息抽出机构而抽出的生物测量信息来进行身份确认的鉴定机构，所述鉴定服务器还具有：预先存储分别对应于存储在所述生物测量信息存储器中的多个生物测量信息的ID数据的ID数据存储器；通过参照所述生物测量信息存储器及所述ID数据存储器而读取对应于与己从所述鉴定终端发送来的ID数据一致的ID数据的生物测量信息并将其送往所述鉴定终端的发送机。
3.一种由通过通信网络相连的鉴定终端和鉴定服务器构成的并利用基于生物测量的身份确认而进行电子结算的电子结算系统，所述鉴定终端包括操作者接收进行电子结算的要求的接收机构、通过不接触地拍摄操作者的身体部位而获取生物测量图象的摄影器械、显示出所获的生物测量图象的生物测量图象显示器；在所述生物测量图象上重叠地显示出表示当在适当拍摄位置拍摄所述部位时的部位轮廓的导向画面的导向显示器、根据所述生物测量图象来判断是否在适当拍摄位置拍摄下所述部位的判断机构、在判断出是在适当拍摄位置进行拍摄时从所述生物测量图象中抽出表示所述部位的形态特征的生物测量信息并和指定所述电子结算的信息一起送往所述鉴定服务器的生物测量信息抽出机构，所述鉴定服务器包括存储预记录的多个生物测量信息的生物测量信息存储器、通过对照己从所述鉴定终端发送来的生物测量信息和存储在所述生物测量存储器中的生物测量信息来进行身份确认的鉴定机构、当成功地确认了身份时进行根据已由所述鉴定终端送来的信息而定的电子结算的结算机构。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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