業界トップレベルの性能を誇る富士通の
指紋認証技術を組込み機器に活かす
富士通コンピュータテクノロジーズ（略称CTEC）は、富士通研究所と密接に連携しながら、富士通の組込み用指紋認証ソフトを用いたシステムの受託開発などを行っている。この組込み用指紋認証ソフトは、富士通独自の高精度指紋認証アルゴリズムを採用することで、業界トップレベルの性能を発揮するエンジンであり、すでに多くのシステムへの搭載実績がある。CTECでは、20年を超える組込みシステム開発の豊富な経験を指紋認証システム開発にも活かし、顧客ニーズにきめ細かく応えた指紋認証システム開発を行っている。
豊富な組込みシステム開発の経験を活かし顧客のQCD改革を支援
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| 図1：富士通コンピュータテクノロジーズが提供するソリューション。（図をクリックすると拡大図を表示します） |
組込みシステムのハードウエアおよびソフトウエア開発の専門メーカである富士通コンピュータテクノロジーズ（略称CTEC）では、富士通研究所と密接に連携しながら、富士通の組込み用指紋認証ソフトを用いたシステムの受託開発などを行っている。
CTECの提供するソリューションの範疇は非常に幅広く（図1）、組込みソフトウエアの開発受託やCMMを活用した組込みソフト品質改善コンサルティングから、組込みハードウエアの開発受託やプリント基板ノイズ解析に至る、まさしくトータル・ソリューションといえるものだ。
しかも、20年を超える経験やノウハウをベースとして、顧客の組込みシステム開発におけるQCD（Quality,Cost,Delivery）改革の実現を目指している。組込みシステムがかつて無かったほど複雑化・大規模化してきているなか、そのQ：品質、C：コスト、D：納期の改革は急務となっている。そのQCD改革の支援を行っていくには、CTECが持っている組込みシステム開発における豊富な経験やノウハウが必要であることは明らかである。
前述のようにCTECでは、富士通の組込み用指紋認証ソフトを用いた指紋認証システムの受託開発に、長年培ってきた組込みシステム開発における豊富な経験やノウハウを活かしている。
独自の高精度指紋認証アルゴリズムを持つ組込み用指紋認証ソフト
富士通の組込み用指紋認証ソフトは、①富士通独自の高精度指紋認証アルゴリズムを持つ、②業界トップレベルの性能を発揮、③環境に強く優れた安定性を示す、④顧客の各種組込み製品にマッチしたトータルなサービスを提供、といった多くの特長を持つ。
特徴点抽出方式による指紋認証は、指紋画像を取得し、次に取得した指紋画像から特徴点を抽出して、データベースと照会するという流れとなる。富士通の組込み用指紋認証ソフトは、各段階における高い性能を発揮し、高精度で高速の指紋認証を実現している。
指紋画像は、どのような条件でも安定して取得できるわけではない。指先が汗で湿っている状態でセンシングしたり、センサに指先を押しつけすぎると、指紋の隆線が潰れた画像となってしまう。また、傷やシワがあると隆線が分断されてしまう。
富士通の組込み用指紋認証ソフトでは、そういった汗や加圧による癒着の分離、傷やシワによる分断の補正、さらに乾燥や湿潤、ノイズに対する画像補正を行うことで、本来の指紋紋様を安定的に捕捉できるようにしている（図2）。
指紋センサとして、富士通製の静電容量式半導体指紋センサを推奨しているが、他社製のセンサを採用したシステム構築の経験も豊富にある。また、面型やスイープ型を選ぶこともなく、幅広い指紋センサでのシステム構築を行っている。
さらに、CTECと密接に連携している富士通研究所では、光学センサについての経験もあり、その経験をシステム構築に活かすこともできる。
 図2：クリアでない指紋画像でも画像補正によって本来の指紋紋様を安定的に捕捉できる。 |
※表は富士通製指紋センサー「MBF200」を搭載し、（株）富士通研究所のデータベースを使用、2回試行時のものです。
表1：富士通の組込み用指紋認証エンジンは、業界トップレベルの性能を実現している。 |
特徴点抽出方式に加えて特徴点同士の連結関係までも判断
このようにして捕捉した指紋の画像データから、特徴点を抽出していく。
富士通の組込み用指紋認証ソフトでは、特徴点抽出方式（マニューシャ方式）に加えて、特徴点同士の連結関係までを判断するという、独自の高精度指紋認証アルゴリズム（改良型マニューシャ方式）を採用している。これは、富士通研究所が開発しパテントも申請取得しているものだ。
一般に指紋認証は、隆線端点や隆線分岐点、指紋中心、三角州といった特徴点の位置や種類、向きなどを抽出してデータベース化しておいて、それらの特徴点が合致するか否かによって本人確認を行っている。
しかし、これだけのパラメータであると、他人を誤って本人と認識してしまう他人受入率（FAR）を2/10万（2回試行時）にまでしか低下させることが難しい。そこで富士通研究所では、特徴点の位置、種類、向きといった従来からのパラメータに加えて、特徴点の連結関係というパラメータも考慮することで、0.0002％（2/100万）という極めて低い他人受入率を実現した。
さらに、他人受入率と並んで指紋認識技術の精度を測る本人拒否率（FRR）についても、0.04％（2回試行時）という高精度を実現している。
ここで誤解を招かないように補足しておくが、富士通の組込み用指紋認証ソフトは、捕捉した指紋データをそのままデータベース化しておくのではなく、指紋の画像から特徴点を抽出し、そのデータをデータベース化しておく。特徴点の抽出後は、指紋の画像データそのものは消去するため、指紋という個人情報は確実に保護される。さらに、データベース自体も暗号化しているため、二重に個人情報が保護されていることになる。
さらに、画像そのものではなく特徴点などのデータのみをデータベース化しておくため、ファイル容量を小さくできるというメリットもある。
指紋認証システムのための標準ソフトウエア・パッケージを用意
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| 図3：富士通コンピュータテクノロジーズが提供する指紋認証システム構築のためのソリューション。（図をクリックすると拡大図を表示します） |
なお、富士通研究所では、この改良型マニューシャ方式以外の指紋認証方式として、パターンマッチング方式も開発し、実用化している。パターンマッチング方式は、紋様像全体を比較して同一性を判定するためCPU負荷が軽く高速に処理できるが、マニューシャ方式よりも精度は劣ってしまう。
そこで、富士通研究所では、モバイル用途に向けてパターンマッチング方式に特徴点比較を加えた照合方式の形状相関法も開発している。不明瞭な特徴点を持った指紋にも強く、他人受入率0.01％までの範囲では、マニューシャ方式よりも高い本人受入率を持つ。プログラムサイズも小さくて済み、動作クロックが100MHz程度のCPUでも1秒程度という短時間での認証が可能となっている。
CTECでは、富士通の組込み指紋認証ソフトを中核とした指紋認証システムのための標準ソフトウエア・パッケージを用意している。その標準ソフトウエア・パッケージをべースとし、顧客との綿密な打ち合わせのもと、指紋センサの選定、個別のセンサに応じた画像処理ソフトウエアの開発、標準ソフトウエア・パッケージのカスタマイズやカスタム・ボードや各種OSへのポーティングなどのサービスを行っている（図3）。
さらに、指紋認証ソフトを搭載するさまざまな組込み機器の設計・開発から試作、量産までハード／ソフトを含めたトータル・ソリューションも提供している。
またCTECでは、富士通が販売しているバイオ認証装置Secure Login Boxなどの認証サーバを用いた業務システムの受託開発なども行える。
セキュリティ・ニーズの高まりから、手軽に本人認証を行える指紋認証システムへの関心もまた高まっており、CTECの提供するソリューションへの期待は大きいといえるだろう。
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