专利名称：个人识别系统和方法及存储有个人识别程序的计算机可读记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用生物特征数据(如指纹、掌纹、手指形状、手掌形状、话音、视网膜、虹膜、脸部图像、动态签名(dynamia signature)、血管图案、或者击键(keystroke))的个人识别技术。
背景技术：
近年来，当在入口处进入和离开公寓时以及在自动柜员机上进行交易时的比对，广泛采用使用每个人所特有的生物特征数据的个人识别。
这种使用生物特征数据的个人识别被认为比需要密码输入的传统比对更可靠。每个人所特有的生物特征数据例如有指纹、掌纹、手指形状、手掌形状、话音、视网膜、虹膜、脸部图像、动态签名、血管图案、或者击键。
在使用生物特征数据的传统个人识别系统中，从ID卡等中获得分配给每个比对对象人(每个进入和离开的人)的ID(身份；标识)，提取与获得的ID预先关联的登记生物特征数据(初级比对)，并且通过对由生物特征数据输入部(例如，指纹传感器)获得的所述比对对象人的生物特征数据与提取的登记生物特征数据进行比对，来对所述比对对象人进行验证。这种个人识别被称为“1∶1验证”。
在下面的专利文献1中公开的方法被称为使用“1∶1验证”的个人识别。
作为示例，通过对比对对象人的生物特征数据与登记生物特征数据进行比较和比对以计算符合率，来执行对比对对象人的验证。如果符合率是预定值或更大，则判定比对对象人与已登记对象人相同；相反，如果符合率小于预定值，则判定比对对象人不是已登记对象人。
如上所述，在用于获得比对对象人的ID的初级验证之后，使用生物特征数据的传统个人识别系统执行作为次级验证的“1∶1验证”，其中，从所有已登记对象人的登记生物特征数据中提取与获得的ID相对应的登记生物特征数据，并对提取的登记生物特征数据与比对对象人的生物特征数据进行比对，从而减少了个人识别所需的时间。
日本专利申请特开平(KOKAI)No.05-233896因为“1∶1验证”需要从涉及多个已登记对象人的登记生物特征数据中提取涉及一个已登记对象人的登记生物特征数据，所以用于获得ID的初级验证是必需的。为此，如果比对对象人丢失了ID卡或忘记了ID号码，就不能提取与这个人的ID对应的登记生物特征数据，因此不能完成次级验证。
此外，传统系统需要向每个比对对象人发放ID卡等的复杂任务。
除了这种比对方法之外的使用“N∶1验证”的方法也为公众所知。“N∶1验证”逐一从涉及全部已登记对象人的登记生物特征数据中顺序提取涉及已登记对象人的登记生物特征数据，并对每个提取的登记生物特征数据项与比对对象人的生物特征数据进行比对，从而对多个(N个，N为自然数)生物特征数据项与比对对象人的生物特征数据进行比对。
附图12是示出在使用生物特征数据的传统个人识别系统中执行的检索方式的图。
不同于上面的“1∶1验证”，这种“N∶1验证”不需要初级比对，因而非常方便。
然而，如果系统具有大量的登记生物特征数据项，则“N∶1验证”可能需要更长的验证时间。特别地，如果把与比对对象人的生物特征数据相符的登记生物特征数据布置得接近于全部生物特征数据的尾部，则比对需要长得多的时间。
另选地，减少比对所需时间的一种方案可以被认为是对系统比对速度的改进，这种方案是通过准备能够高速处理的设备或者通过构成具有高速性能的系统配置来实现的，这导致系统结构复杂而且成本高。
作为另一个问题，因为安装在公寓入口处的进入/离开系统例如把设备布置在固定位置处，所以有时比对对象人是儿童或者坐轮椅时就难以操作所述设备。
发明内容
鉴于前述问题，本发明的目的是在较短的时间内对比对对象人的生物特征数据与涉及多个已登记对象人的登记生物特征数据进行比对，而无需使用ID等的初级验证，并提供一种易于操作的个人识别系统。
为了达到上述目的，作为第一通用特征，提供了一种使用生物特征数据的个人识别系统，该个人识别系统包括生物特征数据输入部，其用于输入比对对象人的比对生物特征数据；特征数据获得部，其用于获得所述比对对象人的特征数据；生物特征数据保持部，其用于保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记并且根据所述每个已登记对象人的登记特性数据而与多个比对组中的一个相关联；以及生物特征数据比对部，其用于对由所述生物特征数据输入部输入的所述比对对象人的比对生物特征数据和预先登记在所述生物特征数据保持部中的登记生物特征数据进行比对，其中，所述生物特征数据比对部基于所述比对对象人的特征数据，从所述多个比对组中提取一特定组，并对所述比对生物特征数据和与所述特定组相关联的登记生物特征数据进行比对。
作为优选特征，如果与所述特定组相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据相对应，则所述生物特征数据比对部可以对所述比对对象人的比对生物特征数据和预先登记并与另一比对组相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组相关联的登记特征数据接近于与所述特定组相关联的登记特征数据。
作为另一优选特征，可以按照第一登记特征数据的数值大小来确定所述多个比对组；并且所述生物特征数据比对部可以以在第一登记特征数据的数值大小上更接近于所述特定组的次序，顺序地从所述多个组中选择除了所述特定组之外的其它比对组，作为另一比对组。
作为另外的优选特征，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据可以分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
作为进一步优选的特征，所述生物特征数据输入部可以包括输入传感器和驱动部，该输入传感器用于输入所述比对对象人的比对生物特征数据，该驱动部用于基于由所述特征数据获得部获得的特征数据来移动所述输入传感器。
作为更进一步优选的特征，所述输入传感器可以包括横贯其水平方向的旋转轴，以使所述输入传感器绕该旋转轴进行旋转；并且所述驱动部可以包括角度调节部，该角度调节部用于基于由所述特征数据获得部获得的特征数据来确定所述输入传感器的角度。
作为第二通用特征，提供了一种用于使用生物特征数据进行个人识别的方法，该方法包括以下步骤(a)输入步骤，其输入比对对象人的比对生物特征数据；(b)获得步骤，其获得所述比对对象人的特征数据；(c)保持步骤，其保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记并且根据所述每个已登记对象人的登记特征数据而与多个比对组中的一个相关联；以及(d)比对步骤，其对在所述输入步骤(a)中输入的所述比对对象人的比对生物特征数据和在所述保持步骤(c)中预先登记的登记生物特征数据进行比对，其中，所述比对步骤(d)包括这样的子步骤，即，其基于在所述获得步骤(b)获得的所述比对对象人的特征数据，从所述多个比对组中提取特定组，并且对所述比对生物特征数据和与所述特定组相关联的登记生物特征数据进行比对。
作为优选特征，如果与所述特定组相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据相对应，则所述比对步骤(d)可以进一步包括这样的子步骤，即，其对所述比对对象人的比对生物特征数据和预先登记并与另一比对组相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组相关联的登记特征数据接近于与所述特定组相关联的登记特征数据。
作为另一优选特征，可以按照第一登记特征数据的数值大小来确定所述多个比对组；并且可以通过以在第一登记特征数据的数值大小上更接近于所述特定组的次序，顺序地从所述多个组中选择除了所述特定组之外的其它比对组，作为所述另一比对组，来执行所述比对步骤(d)。
作为另外的优选特征，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据可以分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
作为第三通用特征，提供了一种其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，所述程序指示计算机执行以下步骤(a)输入步骤，其输入比对对象人的比对生物特征数据；(b)获得步骤，其获得所述比对对象人的特征数据；(c)保持步骤，其保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记并且根据所述每个已登记对象人的登记特征数据而与多个比对组中的一个相关联；以及(d)比对步骤，其对在所述输入步骤(a)中输入的所述比对对象人的比对生物特征数据和在所述保持步骤(c)中预先登记的登记生物特征数据进行比对，其中，所述比对步骤(d)包括这样的子步骤，即，其基于在所述获得步骤(b)获得的所述比对对象人的特征数据，从所述多个比对组中提取特定组，并且对所述比对生物特征数据和与所述特定组相关联的登记生物特征数据进行比对。
作为优选特征，如果与所述特定组相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据相对应，则所述比对步骤(d)可以进一步包括这样的子步骤，即，其对所述比对对象人的比对生物特征数据和预先登记并与另一比对组相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组相关联的登记特征数据接近于与所述特定组相关联的登记特征数据。
作为另一优选特征，可以按照第一登记特征数据的数值大小来确定所述多个比对组；并且可以通过以在第一登记特征数据的数值大小上更接近于所述特定组的次序，顺序地从所述多个组中选择除了所述特定组之外的其它比对组，作为另一比对组，来执行所述比对步骤(d)。
作为另外的优选特征，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据可以分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
本发明通过将每个已登记对象人的登记生物特征数据与根据登记特征数据确定的多个比对组中的每一个相关联，来保持每个已登记对象人的登记生物特征数据；基于比对对象人的特征数据来提取特定比对组；并且对该比对对象人的比对生物特征数据和与提取的特定比对组相关联的登记生物特征数据进行比对。这样，可以减少用来与比对对象人的比对生物特征数据进行比对的登记生物特征数据的量，并且可以减少验证所需的时间。因为通过“N∶1验证”来执行比对并且因此不需要使用ID等的初级验证，所以本发明非常方便。
如果与提取的特定组相关联的登记生物特征数据不与比对对象人的比对生物特征数据相对应，则对与另一比对组相关联的登记生物特征数据执行与比对生物特征数据的比对，与所述另一比对组相关联的登记特征数据接近于与特定组相关联的登记特征数据。根据这个特征，即使由于比对对象人的特征数据的误差，而未把预先登记有比对对象人的登记生物特征数据的正确比对组选择为特定组时，也把正确比对组选择为这样的另一比对组，以便可以无误地执行对比对生物特征数据与登记生物特征数据的比对。此时，因为对接近于特定组的比对组中的登记生物特征数据执行比对，所以提取另一比对组的次数可以很小。
结果，本发明可以在短时间内对比对生物特征数据与全部登记生物特征数据进行比对。
因为比对对象人的特征数据和登记特征数据可以分别涉及比对对象人的身高和每个已登记对象人的身高，所以可以简单地通过拍摄每个比对对象人的外貌照片，来容易地获得足以从多个比对组中选择特定比对组的数据，从而可以减少用于指定特定组所需的时间。
因为生物特征数据输入部可以根据比对对象人的特征数据而移动，所以在体形和朝向上不同的各个比对对象人都可以把生物特征数据输入到生物特征数据输入部中，因此，这提供了高度的可操作性。
例如，即使比对对象人是儿童或者坐轮椅的人，本发明的生物特征数据输入部也使得可以从低位置处输入比对生物特征数据。
结合附图阅读下面的详细描述，将清楚本发明的其他目的和进一步的特征。
图1是示意性地示出根据本发明第一实施例的个人识别系统的框图；图2(a)是例示用于图1的个人识别系统的终端单元的立体图；图2(b)是例示图1的个人识别系统的生物特征数据输入部的立体图；图3是示意性地示出图1的个人识别系统的生物特征数据输入部的构成的框图；图4是示意性地示出图1的个人识别系统的特征数据获得部的构成的框图；图5是例示图1的个人识别系统获得特征数据的方式的图；图6(a)是例示用于图1的个人识别系统的比对对象人的图像的示例的图；图6(b)是示出针对图6(a)中的比对对象人的图像的模板的图；图6(c)是示出把比对对象人的图像叠加在图6(b)的模板上的状态的图；图7是示出在图1的个人识别系统的生物特征数据保持部中提供的多个比对组的示例的图；图8是示出在图1的个人识别系统的生物特征数据保持部中登记的生物特征数据的示例的图；图9是示出用于通过图1的个人识别系统的生物特征数据比对部来提取比对组的方法的图；图10是示出在图1的个人识别系统中执行的一系列程序步骤的流程图；图11是示出图1的个人识别系统的变型例的图；以及图12是示出传统个人识别中的“N∶1验证”中的检索方法的图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行描述。
(1)第一实施例下面参照例示了在公寓入口处使用的门禁控制系统的图1-8，对本发明第一实施例的个人识别系统进行描述。
图1是示意性地示出根据第一实施例的个人识别系统的框图；图2(a)是例示终端单元的立体图；图2(b)是例示生物特征数据输入部的构成的立体图；图3是示意性地示出生物特征数据输入部的框图；图4是示意性地示出特征数据获得部的框图；图5是例示获得特征数据的方式的图；图6(a)是例示比对对象人的图像的示例的图；图6(b)是示出针对比对对象人的图像的模板的图；而图6(c)是示出把比对对象人的图像叠加在模板上的状态的图。
如图1所示，根据第一实施例的使用生物特征数据的个人识别系统10包括安装在墙等上以使比对对象人可以对其进行操作的终端单元11，还包括用于基于从终端单元11输出的信息而打开或关闭门的门开/关部12。
如图1和2(a)、2(b)所示，终端单元11包括生物特征数据输入部13、特征数据获得部14、生物特征数据保持部15、生物特征数据比对部16、数据管理部17、监视器18以及电源19。
在本实施例中，假定把身高和指纹分别用作特征数据d2和生物特征数据d1来进行描述。
生物特征数据输入部13采集每个比对对象人的生物特征数据d1，并且如图3所示包括指纹传感器20和传感器驱动部21。
指纹传感器20采集每个比对对象人的指纹图像(生物特征数据d1)，并且具有充当传感器表面32的外表面，以便即使传感器表面32的朝向上下移动，比对对象人也可以输入指纹。
另外，指纹传感器20具有横贯其水平方向的旋转轴22，以使指纹传感器20绕旋转轴22进行旋转(运动)。旋转轴22的旋转改变传感器表面32的角度。如图2(b)所示，从动齿轮23固定至旋转轴22。
传感器驱动部(驱动部)21基于由将在下面详细描述的特征数据获得部14获得的特征数据来转动指纹传感器20(传感器表面32)，并且如图3所示，包括角度调节部24和驱动马达25，角度调节部24用于基于由特征数据获得部14获得的特征数据来调节指纹传感器20的角度，驱动马达25基于由角度调节部24所确定的角度信息进行操作。该驱动马达例如为步进马达。
如图2(b)所示，通过由驱动马达25所产生的驱动力而旋转的轴26接合至驱动马达25，此外，主动齿轮27固定至轴26，主动齿轮27与上述从动齿轮23相啮合。通过这种结构，轴26的旋转使旋转轴22发生旋转。
特征数据获得部14获得比对对象人的特征数据d2，并且如图4和5所示，包括检测传感器28、摄像机29、以及身高计算部30。
检测传感器28检测接近于终端单元11的比对对象人的存在，并采用例如红外线发射传感器的形式。如果检测到比对对象人的存在，则检测传感器28向摄像机29输出比对对象人检测数据d4。
决不应当把检测传感器28限于红外线发射传感器，而可以提出各种变型例和另选例。
摄像机29通过基于来自检测传感器28的比对对象人检测数据d4拍摄比对对象人的照片，来获得比对对象人的图像g1，并且例如为获得数字图像的摄像机。在接收到比对对象人检测数据d4后，摄像机29拍摄比对对象人的照片，以获得比对对象人图像g1，该比对对象人图像g1接着被输出到身高计算部30。
身高计算部30根据由摄像机29获得的比对对象人图像g1，计算比对对象人的身高。
身高计算部30最初把图6(b)中示出的用于身高测量的模板图像g2保持在存储器(未示出)中，并把从摄像机29输出的比对对象人图像g1(参见图6(a))叠加在模板图像g2上，如图6(c)所示。
如图6(b)所示，模板图像g2具有以固定间隔垂直排列的多个刻度级L。当如图6(c)所示，把模板图像g2叠加在比对对象人图像g1上时，身高计算部30判定比对对象人图像g1是否出现在两个相邻的刻度级L和L之间的区域处，并确定比对对象人的身高数据d2在紧接在不出现比对对象人图像的最低区域之下的区域中。在本发明中，刻度级L以10cm的间隔从120cm增加到200cm，并且以10cm为单位计算比对对象人的特征数据(身高数据)d2，例如，该特征数据d2“在从140cm到150cm的范围内”。
把由身高计算部30计算的身高数据d2输出到角度调节部24和生物特征数据比对部16，如图4所示。
基于从身高计算部30输出的比对对象人的身高数据d2，角度调节部24确定适于比对对象人的传感器表面32的角度。传感器表面32的角度是根据比对对象人的身高数据32而预先设置的，并且是对应于比对对象人的身高数据d2而针对每个10cm的单位来确定的。
生物特征数据保持部15保持预先登记的每个已登记对象人的登记生物特征数据d3，并采用由诸如HDD(硬盘驱动器)或存储器的存储装置所实现的数据库(DB)的形式。
在生物特征数据保持部15中，把每个已登记对象人的登记生物特征数据d3与多个比对组中根据已登记对象人的身高确定的一个比对组预先进行关联。登记生物特征数据d3例如为指纹图像。
图7是示出在生物特征数据保持部15中形成的比对组的示例的图。在所例示的示例中，生物特征数据保持部15保持比对组31a、31b、31c、31d、31e、31f……，为每个预定身高范围提供其中一个比对组。
在下面的描述中，使用标号31a、31b、31c、31d、31e、31f……来指定单个比对组，而使用标号31表示任意比对组。
把每个已登记对象人的登记生物特征数据d3保持在比对组31a、31b、31c、31d、31e、31f……中对应于已登记对象人的身高的一个比对组中(生物特征数据登记步骤)。
本实施例的比对组31的每一个对应于一个由两个相邻的刻度级L和L所确定的10cm间隔。具体地，把身高低于120cm的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31a进行关联(归类到比对组31a)；把具有120cm-130cm身高的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31b进行关联；把具有130cm-140cm身高的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31c进行关联；把具有140cm-150cm身高的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31d进行关联；把具有150cm-160cm身高的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31e进行关联；把具有160cm-170cm身高的已登记对象人的登记生物特征数据与比对组31f进行关联。
例如，如图8所示，把身高低于120cm的“A.WAKABAYASHI”的生物特征数据A归类到比对组31a中，并登记在生物特征数据保持部15中；把身高在120cm-130cm范围内的“B.MIYAJIMA”的生物特征数据B归类到比对组31b中，并登记在生物特征数据保持部15中。同样地，把身高在120cm-130cm范围内的“C.INAOKA”的生物特征数据C归类到比对组31b中，并登记在生物特征数据保持部15中；把身高在130cm-140cm范围内的“D.GOTO”的生物特征数据D归类到比对组31c中，并登记在生物特征数据保持部15中；把身高在140cm-150cm范围内的“F.MURANO”的生物特征数据E归类到比对组31d中，并登记在生物特征数据保持部15中；把身高在150cm-160cm范围内的“K.ITO”的生物特征数据F归类到比对组31e中，并登记在生物特征数据保持部15中；把身高在160cm-170cm范围内的“I.ITO”的生物特征数据G归类到比对组31f中，并登记在生物特征数据保持部15中；而把身高在160cm-170cm范围内的“G.MURANO”的生物特征数据H归类到比对组31f中，并登记在生物特征数据保持部15中。
生物特征数据比对部16对由生物特征数据输入部13采集的生物特征数据d1与预先登记并保持在生物特征数据保持部15中的登记数据d3进行比对。如图1所示，生物特征数据比对部16基于由特征数据获得部14所获得的比对对象人的身高数据d2，从保持在生物特征数据保持部15中的比对组中提取特定比对组，并对比对对象人的生物特征数据和与已提取的特定比对组31相关联的登记生物特征数据d3进行比对。把比对结果输出到门开/关部12和监视器18。
具体地，生物特征数据比对部16从比对组31a、31b、31c、31d、31e、31f……中提取一个与从特征数据获得部14输出的比对对象人的身高数据相对应的比对组。
然后，生物特征数据比对部16对比对对象人的生物特征数据d1和与特定比对组31相关联的每个已登记对象人的登记生物特征数据d3进行比对。
如果生物特征数据比对部16在基于同一比对对象人的身高数据d2而提取的特定比对组31中，没有找到与比对对象人的生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3，则生物特征数据比对部16优先提取其(特征数据的)值指定最接近于特定比对组下限(身高的矮下限)的组的比对组31，并且对比对对象人的生物特征数据d1和与新提取的比对组31相关联的每个已登记对象人的登记生物特征数据d3进行比对。同样地，生物特征数据比对部16逐一顺序选择身高值方面更接近于特定比对组的比对组31，并对比对对象人的生物特征数据d1和与顺序选择的每个比对组相关联的每个已登记对象人的登记生物特征数据d3进行比对。
例如，当身高计算部30计算出比对对象人的身高在130cm-140cm的范围内时，生物特征数据比对部16首先提取比对组31c，作为特定比对组。
然后，如果在特定比对组31c中没有找到与比对对象人的生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3，生物特征数据比对部16就提取紧接在特定比对组31c之下的比对组31b，并对比对对象人的生物特征数据d1和与比对组31b相关联的每个已登记对象人的登记生物特征数据d3进行比对。
然后，如果提取的比对组31b中的登记生物特征数据d3不与比对对象人的生物特征数据d1相对应，生物特征数据比对部16就提取紧接在特定比对组31c之上的比对组31d。生物特征数据比对部16相继提取比对组31a、31e、……，并对每个提取的组执行上述比对。
在这种情况下，优选地，生物特征数据比对部16交替地从相对于首先提取的特定比对组31的下部比对组31和上部比对组31中提取比对组。
执行上述过程，直到找到与比对对象人的生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3为止，并且在找到与生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3时，或者在对全部登记生物特征数据d3的比对没有检测到与生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3时，终止上述过程。
如果比对导致找到了与生物特征数据d1对应的登记生物特征数据d3，则生物特征数据比对部16向门开/关部12发送信号以允许比对对象人进入，并且门开/关部12打开门(未示出)。
数据管理部17对进入和离开历史记录进行管理，该历史记录与关于登记生物特征数据d3的信息相关联，根据由生物特征数据比对部16进行比对的结果已判定该登记生物特征数据d3对应于比对对象人的生物特征数据d1，所述信息例如为姓名以及进入的时间和日期。
监视器18显示生物特征数据比对部16进行比对的结果，并且还显示针对操作者(比对对象人)的指令。
电源19为终端单元11的每个组件供电。
下面，参照图10(步骤S11-S22)对在第一实施例的使用生物特征数据的个人识别系统中执行的一系列程序步骤进行描述。
首先，当比对对象人接近终端单元11时，检测传感器28检测到比对对象人的存在(步骤S11)，并向摄像机29发送比对对象人检测数据d4。
在接收到比对对象人检测数据d4后，摄像机29拍摄比对对象人的图像以获得比对对象人图像g1(步骤S12，特征数据获得步骤)，将比对对象人图像g1存储在存储器中(步骤S13)。摄像机29向身高计算部30输出比对对象人图像g1。
身高计算部30把比对对象人图像30叠加在身高计算部30中存储的模板图像g2上，并通过判定比对对象人图像g1是否存在于每个由两个相邻的刻度级L和L所限定的区域中来计算比对对象人的身高数据d2(步骤S14)。身高计算部30向角度调节部24和生物特征数据比对部16发送计算出的身高数据d2。
角度调节部24响应于身高数据32的输入来确定传感器表面32的最佳位置，并通过对驱动马达25进行驱动以把传感器表面32设置到最佳位置，来调节传感器表面32的角度(步骤S15，驱动步骤)。
生物特征数据比对部16基于从特征数据获得部14输入的身高数据d2，从比对组31中提取特定比对组31(步骤S16，比对组提取步骤)。
此外，生物特征数据比对部16通过生物特征数据输入部13获得生物特征数据d1(步骤S17，生物特征数据输入步骤)，并对比对对象人的生物特征数据d1和与所提取的具有第一优先级的特定比对组31相关联的所有登记生物特征数据d3进行比对(步骤S18，生物特征数据比对步骤)，以进行个人识别(步骤S19)。
在此，如果比对对象人的生物特征数据d1与登记生物特征数据d3相符(步骤S19中的“是”分支)，则生物特征数据比对部16向监视器18和门开/关部12输出比对结果。作为响应，监视器18显示“是”，而且门开/关部12打开门(步骤S20)，并且所述一系列程序步骤终止。
相反，如果生物特征数据d1不与登记生物特征数据d3相对应(步骤S19的“否”分支)，则生物特征数据比对部16通过判定是否有尚未提取的另一比对组，来判定是否存在尚未与生物特征数据d1进行比对的比对组31(步骤S21)。
如果判定结果是否定的(步骤S21的“否”分支)，则生物特征数据比对部16向监视器18输出比对结果，在监视器18上显示“否”(步骤S22)，并且过程终止而不打开门。
另一方面，如果判定结果是肯定的(步骤S21的“是”分支)，则生物特征数据比对部16提取最接近于特定比对组31的比对组31，并对所提取的另一比对组31中的全部登记生物特征数据d3与比对对象人的生物特征数据d1进行比对，以与下一优先级的比对组进行比较(步骤S23)。
在这种情况下，如果尚未提取在特定比对组31之下并且最接近于特定比对组31的比对组31，生物特征数据比对部16就逐一相继提取用于比对的接近比对组，并返回到步骤S19。
如上所述，本实施例的使用生物特征数据的个人识别系统10通过将已登记对象人的登记生物特征数据d3与根据特征数据d2确定的多个比对组31中的每一个相关联，来存储已登记对象人的登记生物特征数据d3；基于比对对象人的特征数据d2来提取特定比对组31；并对生物特征数据d1和与所提取的特定比对组31相关联的登记生物特征数据d3进行比对。这样，可以减少要用于与比对对象人的生物特征数据d1进行比对的登记生物特征数据d3的量，并且可以减少验证所需的时间。因为通过“N∶1验证”来执行比对并且因此不需要使用ID等的初级验证，所以个人识别具有高度便利性。
此外，如果在提取的特定比对组31中没有找到与比对对象人的生物特征数据d1相对应的登记生物特征数据d3，则对与另一比对组相关联的登记生物特征数据d3执行与比对对象人的生物特征数据d1的比对，该另一比对组的特征数据d2接近于提取的特定比对组的特征数据d2。这样，即使比对对象人的特征数据d2具有由于例如比对对象人穿着高跟鞋而造成的误差，由此把与比对对象人的登记生物特征数据d3相关联的比对组31选择为特定比对组31，也可以无误且快速地从剩余比对组31中提取与比对对象人的登记生物特征数据d3相关联的正确比对组31。结果，可以通过少量的提取次数来提取与登记生物特征数据d3相关联的比对组31。
此外，可以对所有登记生物特征数据完全执行比对，并且还可以减少比对所需的时间。
使用身高作为特征数据d2，使得可以简单地通过利用摄像机29拍摄比对对象人的外貌图像，而获得足以从多个比对组31中提取特定比对组31的特征数据d2，并且可以减少用于提取特定比对组所需的时间。
如果在提取的特定比对组31中没有找到与比对对象人的生物特征数据d1相对应的登记生物特征数据d1，则生物特征数据比对部16优先提取在特定比对组31之下且最接近于特定比对组31的比对组31。在比对对象人是快速成长的儿童、或者是穿着高跟鞋的人时的个人识别的情况下，即使生物特征数据比对部16提取与比真正特定比对组31(其中预先登记有比对对象人的登记生物特征数据d3)的身高要高的身高相关联的比对组31，作为针对比对对象人的特定比对组31，也可以在早期提取该真正特定比对组31，并以更短的时间执行准确的个人识别。
在比对对象人输入生物特征数据d1之前，基于特征数据d2移动生物特征数据输入部13(传感器表面32)，使得各自在体形和朝向上不同的各个比对对象人，可以把生物特征数据d1输入到生物特征数据输入部13中。
特别地，由于使用身高作为特征数据d2，所以即使比对对象人是儿童或者是坐轮椅的人，驱动部21也调节传感器表面32的角度以使传感器表面32朝下。结果，可以提高可操作性，并且身材矮小的比对对象人可以轻松地从低位置处把生物特征数据d1输入到生物特征数据输入部13中。
(B)其他本发明决不应当限于前述的实施例，在不脱离本发明要旨的情况下，可以提出各种变化例和变型例。图11是示意性地示出第一实施例的终端单元11的变型例的框图。
例如，在第一实施例中把生物特征数据保持部15安装在终端单元11中，但是决不应限于此。如图11所示，可以把生物特征数据保持部45安装在终端单元41外。
在第一实施例中，指纹传感器20绕旋转轴22进行旋转，但决不应限于此。指纹传感器20可以在水平或垂直方向上移动(运动)。
此外，第一实施例使用指纹作为生物特征数据，但本发明决不应限于此。生物特征数据可以是掌纹、手指形状、手掌形状、话音、视网膜、虹膜、脸部图像、动态签名、血管图案、击键等。
以公寓入口的进入/离开管理系统为例对第一实施例进行了描述，但本法明决不应限于此。可以把本发明用于其他用途。
第一实施例使用比对对象人的身高作为特征数据，但是特征数据决不应限于身高。特征数据可以是比对对象人的体重，在这种情况下，特征数据获得部14可以采用体重测量计或者体重传感器的形式，以测量比对对象人的体重。
第一实施例对指纹传感器20采集的生物特征数据d1与登记生物特征数据d3进行比对，但是本发明决不应限于此。可以把从每个登记对象人的指纹中提取的特定数据(例如，特征点)登记为登记生物特征数据d3，特定数据提取部(未示出)可以基于指纹传感器20采集的指纹图像d1来提取特定数据(例如，特征点)，并且生物特征数据比对部16可以对特定数据与登记生物特征数据d3进行比对。
可以通过执行预定程序(使用生物特征数据进行个人识别的程序)的计算机(包括CPU、信息处理器、或者各种终端)，来实现上述使用生物特征数据的个人识别系统10中的生物特征数据比对部16、数据管理部17、门开/关部12、角度调节部24以及身高计算部30的功能。
以记录在计算机可读记录介质中的形式提供所述程序，该计算机可读记录介质例如为软盘、CD(CD-ROM、CD-R、CD-RW)、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW)。在这种情况下，计算机从记录介质中读取使用生物特征数据进行个人识别的程序，将该程序发送并存储在内部或外部存储单元中以备使用。另选地，可以把程序记录在诸如磁盘、光盘以及磁光盘的存储单元(记录介质)中，并且可以通过通信线路把程序从存储单元提供到计算机中。
这里，计算机是硬件和OS(操作系统)的组合的概念，并且指在OS的控制下进行操作的硬件。另外，如果应用程序独立于OS对硬件进行操作，该硬件就对应于所述计算机。硬件至少包括诸如CPU的微处理器和用于读取记录介质中记录的计算机程序的装置。
充当上面使用生物特征数据的个人识别程序的应用程序采用这样的程序代码的形式，即，该程序代码用于实现上述个人识别系统10中的生物特征数据比对部16、数据管理部17、门开/关部12、角度调节部24以及身高计算部30的功能，该程序代码安装在计算机中。另选地，可以通过OS而非应用程序来部分地实现上述功能。
在第一实施例中使用的记录介质除了可以是软盘、CD、DVD、磁盘、光盘以及磁光盘之外，还可以是其它各种计算机可读记录介质，如IC卡、ROM单元盒、磁带、穿孔卡片、计算机的内部存储单元(RAM或ROM)、外部存储单元、或者在其上打印有诸如条形码的代码的打印方式。
权利要求
1.一种使用生物特征数据的个人识别系统，该个人识别系统包括生物特征数据输入部(13)，其用于输入比对对象人的比对生物特征数据(d1)；特征数据获得部(14)，其用于获得所述比对对象人的特征数据(d2)；生物特征数据保持部(15，45)，其用于保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记并且根据所述每个已登记对象人的登记特征数据(d2)而与多个比对组(31)中的一个相关联；以及生物特征数据比对部(16)，其用于对由所述生物特征数据输入部(13)输入的所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)与预先登记在所述生物特征数据保持部(15，45)中的登记生物特征数据进行比对，其中所述生物特征数据比对部(16)基于所述比对对象人的特征数据(d2)，从所述多个比对组(31)中提取一特定组(31)，并对所述比对生物特征数据(d1)和与所述特定组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对。
2.如权利要求1所述的个人识别系统，其中，如果与所述特定组(31)相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据(d1)相对应，则所述生物特征数据比对部(16)对所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)与预先登记并与另一比对组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组(31)相关联的登记特征数据(d2)接近于与所述特定组(31)相关联的登记特征数据(d2)。
3.如权利要求2所述的个人识别系统，其中所述多个比对组(31)是按照第一登记特征数据(d2)的数值大小来确定的；并且所述生物特征数据比对部(16)以在第一登记特征数据(d2)的数值大小上更接近于所述特定组(31)的次序，顺序地从所述多个比对组(31)中选择除了所述特定组(31)之外的其它比对组(31)，作为另一比对组(31)。
4.如权利要求1所述的个人识别系统，其中，所述比对对象人的特征数据(d2)与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
5.如权利要求2所述的个人识别系统，其中，所述比对对象人的特征数据(d2)与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
6.如权利要求3所述的个人识别系统，其中，所述比对对象人的特征数据(d2)与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
7.如权利要求1所述的个人识别系统，其中，所述生物特征数据输入部(13)包括输入传感器(20)和驱动部(21)，输入传感器(20)用于输入所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)，驱动部(21)用于基于由所述特征数据获得部(14)获得的特征数据(d2)来移动所述输入传感器(20)。
8.如权利要求7所述的个人识别系统，其中所述输入传感器包括横贯其水平方向的旋转轴(22)，以使所述输入传感器(20)绕该旋转轴(22)进行旋转；并且所述驱动部(21)包括角度调节部(24)，该角度调节部(24)用于基于由所述特征数据获得部(14)获得的特征数据(d2)来确定所述输入传感器(20)的角度。
9.一种使用生物特征数据的个人识别方法，该个人识别方法包括以下步骤(a)输入步骤，其输入比对对象人的比对生物特征数据(d1)；(b)获得步骤，其获得所述比对对象人的特征数据(d2)；(c)保持步骤，其保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记，并且根据所述每个已登记对象人的登记特征数据(d2)而与多个比对组(31)中的一个相关联；以及(d)比对步骤，其对在所述输入步骤(a)中输入的所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)与在所述保持步骤(c)中预先登记的登记生物特征数据进行比对，其中所述比对步骤(d)包括这样的子步骤，即，其基于在所述获得步骤(b)获得的所述比对对象人的特征数据(d2)，从所述多个比对组(31)中提取一特定组(31)，并且对所述比对生物特征数据(d1)和与所述特定组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对。
10.如权利要求9所述的个人识别方法，其中，如果与所述特定组(31)相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据(d1)相对应，则所述比对步骤(d)进一步包括这样的子步骤，即，其对所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)和预先登记并与另一比对组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组(31)相关联的登记特征数据(d2)接近于与所述特定组(31)相关联的登记特征数据(d2)。
11.如权利要求10所述的个人识别方法，其中按照第一登记特征数据(d2)的数值大小来确定所述多个比对组(31)；并且通过以在第一登记特征数据(d2)的数值大小上更接近于所述特定组(31)的次序，顺序地从所述多个比对组(31)中选择除了所述特定组(31)之外的其它比对组(31)，作为所述另一比对组(31)，来执行所述比对步骤(d)。
12.如权利要求9所述的个人识别方法，其中，所述比对对象人的特征数据(d2)与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
13.如权利要求10所述的个人识别方法，其中，所述比对对象人的特征数据(d2)与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
14.如权利要求11所述的个人识别方法，其中，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
15.一种其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，所述程序指示计算机执行以下步骤(a)输入步骤，其输入比对对象人的比对生物特征数据(d1)；(b)获得步骤，其获得所述比对对象人的特征数据(d2)；(c)保持步骤，其保持每个已登记对象人的登记生物特征数据，该登记生物特征数据被预先登记，并且根据所述每个已登记对象人的登记特征数据(d2)而与多个比对组(31)中的一个相关联；以及(d)比对步骤，其对在所述输入步骤(a)中输入的所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)与在所述保持步骤(c)中预先登记的登记生物特征数据进行比对，其中所述比对步骤(d)包括这样的子步骤，即，其基于在所述获得步骤(b)获得的所述比对对象人的特征数据(d2)，从所述多个比对组(31)中提取一特定组(31)，并且对所述比对生物特征数据(d1)和与所述特定组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对。
16.如权利要求15所述的其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，其中，如果与所述特定组(31)相关联的第二登记生物特征数据不与所述比对生物特征数据(d1)相对应，则所述比对步骤(d)进一步包括这样的子步骤，即，其对所述比对对象人的比对生物特征数据(d1)和预先登记并与另一比对组(31)相关联的登记生物特征数据进行比对，与所述另一比对组(31)相关联的登记特征数据(d2)接近于与所述特定组(31)相关联的登记特征数据(d2)。
17.如权利要求16所述的其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，其中根据第一登记特征数据(d2)的数值大小来确定所述多个比对组(31)；并且通过以在第一登记特征数据(d2)的数值大小上更接近于所述特定组(31)的次序，顺序地从所述多个比对组(31)中选择除了所述特定组(31)之外的其它比对组(31)，作为所述另一比对组(31)，来执行所述比对步骤(d)。
18.如权利要求15所述的其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，其中，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
19.如权利要求16所述的其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，其中，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
20.如权利要求17所述的其中存储有用于使用生物特征数据来进行个人识别的程序的计算机可读记录介质，其中，所述比对对象人的特征数据与所述登记特征数据(d2)分别涉及所述比对对象人的身高与所述每个已登记对象人的身高。
全文摘要
本发明提供了个人识别系统和方法及存储有个人识别程序的计算机可读记录介质。个人识别系统包括生物特征数据输入部；特征数据获得部，获得比对对象人的特征数据；生物特征数据保持部，保持各已登记对象人的按其登记特征数据与一比对组相关联地预登记的登记生物特征数据；和生物特征数据比对部，对输入的比对对象人的比对生物特征数据和生物特征数据保持部中的登记生物特征数据进行比对，其中，生物特征数据比对部基于比对对象人的特征数据从多个比对组中提取特定组，并对比对生物特征数据和关联于特定组的登记生物特征数据进行比对。由此无需初级验证即可迅速对比对对象人的比对生物特征数据与多个已登记对象人的登记生物特征数据进行比对。
文档编号G06F17/30GK101038683SQ20061011591
公开日2007年9月19日 申请日期2006年8月18日 优先权日2006年3月15日
发明者原田和広 申请人:富士通株式会社