JP2004362079A - 本人認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他人が本人の顔画像を一枚持っていても、本人に成りすませないようにする。
【解決手段】利用者に対して移動されることにより、利用者を複数の角度から撮像して認証時利用者画像を生成する撮像部１１０と、利用者を認証するときに用いられる利用者本人の顔の３次元情報を予め保持する本人情報保持部２１０と、複数の認証時利用者画像及び複数の利用者画像のそれぞれの撮像角度を用いて利用者の認証時３次元情報を生成し、当該利用者の認証時３次元情報を、利用者本人の３次元情報に照合して、利用者が本人であると認証する本人認証部２３０とを備える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔の３次元情報を用いて本人を認証する本人認証装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
利用者が本人であるか否かを認証する技術の一つに、利用者の顔を撮像し、予め登録してある本人の画像と照合する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３０９４５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
他人が本人の顔写真を所持している場合、この他人は、本人の顔写真を撮像したりスキャナで読みとることで、本人の顔画像を得ることができる。
このため、本人認証システムは、他人が所持している顔画像を読み込んだ場合に、この他人を本人と認証する確率を下げる必要がある。
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる本人認証装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、利用者を撮像して本人であることを認証する本人認証装置であって、利用者に対して移動されることにより、利用者を複数の角度から撮像して認証時利用者画像を生成する撮像部と、利用者を認証するときに用いられる利用者本人の顔の３次元情報を予め保持する本人情報保持部と、複数の認証時利用者画像及び複数の利用者画像のそれぞれの撮像角度を用いて利用者の認証時３次元情報を生成し、当該利用者の認証時３次元情報を、利用者本人の３次元情報に照合して、利用者が本人であると認証する本人認証部とを備える本人認証装置を提供する。
【０００６】
この本人認証装置において、本人認証部は、認証時利用者画像の背景が、予め定められた背景であることを必要条件として、認証時３次元情報を生成し、または利用者が本人であると認証してもよい。
また本人認証部は、複数の認証時利用者画像のそれぞれの背景が、連続していることを必定条件として認証時３次元情報を生成し、または利用者が本人であると認証してもよい。
【０００７】
本人認証部は、利用者の認証時３次元情報が示す、目と鼻の奥行きの差が、利用者本人の３次元情報が示す、目と鼻の奥行きの差と一致することを必要条件として、利用者が本人であると認証してもよい。
【０００８】
撮像部は、少なくとも利用者を正面から撮像して一の認証時利用者画像を生成し、本人認証部は、他の認証時利用者画像における背景と、一の認証時利用者画像の背景とが重なっている部分の大きさに基づいて、他の認証時利用者画像の撮像角度を算出してもよい。
また撮像部は、少なくとも利用者を正面から撮像して一の認証時利用者画像を生成し、本人認証部は、他の認証時利用者画像における利用者の目と目の間隔の、一の認証時利用者画像における目と目の間隔に対する割合に基づいて、他の認証時利用者画像の撮像角度を算出してもよい。
【０００９】
撮像部は、利用者に携帯される携帯撮像装置であり、更に、携帯撮像装置が複数の認証時利用者画像を撮像した場所を示す撮像場所情報を取得する場所情報取得部を備え、本人認証部は、撮像場所情報が示す場所が、予め定められた場所であることを必要条件として、利用者が本人であると認証してもよい。
更に、撮像部が認証時利用者画像を撮像した日時を取得する日時情報取得部を備え、本人認証部は、日時情報が示す日時が予め定められた日時であることを必要条件として、利用者が本人であると認証してもよい。
【００１０】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本発明の１実施形態である本人認証システム１０の使用例を示す図である。本人認証システム１０は、利用者に携帯される携帯通信端末１００、及び認証サーバ２００を備える。携帯通信端末１００は撮像部１１０を有している。利用者は、支払や品物の受け取り時など、自分が本人であると認証してもらう必要があるとき、携帯通信端末１００の撮像部１１０に、自分の顔を複数の角度からそれぞれ撮像させて、複数の認証時撮像画像を生成する。ここで利用者は、一回は自分の顔を正面から撮像し、正面から撮像した認証時撮像画像を生成する。
携帯通信端末１００は、生成した複数の認証時撮像画像を認証サーバ２００に無線通信網を介して送信する。認証サーバ２００は、受信した複数の認証時撮像画像を用いて、認証されるべき利用者の顔の３次元形状を示す認証時３次元情報を生成する。そして認証時３次元情報を、予め保持している本人の顔の３次元形状を示す３次元情報に照合し、利用者が本人であることを認証する。そして認証結果を店頭端末３００に送信する。
【００１３】
このため、他人が本人の顔画像を一枚持っていても、本人の顔の３次元形状を示す情報を得ることはできないため、本人に成りすますことはできない。また利用者が所持している携帯通信端末１００に利用者の顔画像を撮像させて認証時３次元顔情報を生成させ、無線通信網を介して認証サーバ２００に認証持３次元情報を送信させるので、本人認証システム１０は、撮像装置が設置されていない場所においても、利用者が本人であるか否かを判断することができる。
【００１４】
図２は、本人認証システム１０の構成を示すブロック図である。携帯通信端末１００は、撮像部１１０の他に、日時情報取得部１２０及び場所情報取得部１３０を有する。日時情報取得部１２０は、撮像部１１０が認証時撮像画像を生成したときの日時を示す日時情報を生成し、認証サーバ２００に送信する。場所情報取得部１３０は、撮像部１１０認証時撮像画像を生成した場所を示す撮像場所情報を取得し、認証サーバ２００に送信する。場所情報取得部１３０は、例えばＧＰＳを用いて撮像場所情報としての緯度経度を取得してもよいし、利用者がいる施設を示す情報を撮像場所情報として取得してもよい。
【００１５】
認証サーバ２００は、本人情報保持部２１０、登録背景保持部２２０、及び本人認証部２３０を有する。本人情報保持部２１０は、本人の識別情報に対応付けて、本人の顔の３次元情報を予め保持している。登録背景保持部２２０は、本人が認証されるときに本人がいるべき場所に対応付けて、その場所で利用者を撮像したときの背景画像を予め保持している。本人認証部２３０は、携帯通信端末１００から受信した複数の認証時撮像画像を用いて、利用者の顔の３次元情報である認証時３次元情報を生成する。このとき、認証時撮像画像の背景が、登録背景保持部２２０が予め保持している背景画像と一致していることを確認し、認証時撮像画像が予め定められた場所で撮像されたと判断する。そして認証時３次元情報を、本人情報保持部２１０が予め保持している本人の顔の３次元情報に照合し、利用者が本人であると認証する。
【００１６】
このようにすると、本人認証システム１０は、利用者の顔の３次元情報、及び本人の顔の３次元情報を用いて、利用者が本人であるか否かを判断することができる。
【００１７】
図３は、本人情報保持部２１０のデータ構成を示すテーブルである。本人情報保持部２１０は、本人の識別情報の一例であり、複数の利用者を互いに識別する利用者ＩＤに対応付けて、本人の顔の３次元情報を予め保持している。利用者ＩＤは、例えば携帯通信端末の電話番号であってもよい。また本人情報保持部２１０は、利用者ＩＤに対応付けて、本人を認証してよい日時を示す情報を予め保持している。また本人情報保持部２１０は、利用者ＩＤに対応付けて、本人認証される本人がいるべき場所を示す情報を予め保持している。場所を示す情報は、例えば緯度経度の範囲を示す情報であってもよいし、地名を示す情報であってもよい。また本人認証時に携帯通信端末１００と通信すべき基地局を特定する情報であってもよい。
【００１８】
本人情報保持部２１０のデータ構成をこのようにすると、本人認証部２３０は、予め定められた時間すなわち本人と認証してよい日時以外では、利用者を本人と認証しない。また利用者が、予め定められた場所すなわち本人が認証されるべき場所にいない場合には、利用者を本人と認証しない。
【００１９】
図４は、登録背景保持部２２０のデータ構成を示すテーブルである。登録背景保持部２２０は、場所を示す情報（例えば緯度経度情報）に対応付けて、その場所にある施設（例えば店舗）を示す情報を予め保持している。また登録背景保持部２２０は、施設を示す情報に対応付けて、その施設で携帯通信端末１００が認証時撮像画像を生成した場合の背景画像を予め保持している。
このため、本人認証部２３０は、受信した認証時撮像画像の背景画像と、撮像場所情報が示す施設に対応付けて保持されている背景画像とが一致するか否かを判断することができる。従って本人認証部２３０は、認証時撮像画像が、その施設で撮像されたか否かを判断することができる。
【００２０】
図５は、本人認証システム１０の携帯通信端末１００の動作例を示すフローチャートである。本人認証システム１０が利用者を認証するとき、携帯通信端末１００の撮像部１１０は、利用者の操作に従い、利用者の顔を正面から撮像した（Ｓ１０）後、撮像部１１０に自分の顔を異なる角度、例えば斜め前から撮像する（Ｓ２０）。場所情報取得部１３０は、認証時撮像画像を撮像した場所を示す撮像場所情報を取得する（Ｓ３０）。また日時情報取得部１２０は認証時撮像画像を撮像した日時を示す日時情報を取得する（Ｓ４０）。
そして、携帯通信端末１００は、認証時撮像画像、撮像場所情報、日時情報、及び利用者ＩＤを互いに対応付けて認証サーバ２００に送信する（Ｓ５０）。従って認証サーバ２００は、いずれの利用者が認証時撮像画像、撮像場所情報、及び日時情報を送信してきたかを認識することができる。
【００２１】
図６は、本人認証システム１０の認証サーバ２００の動作例を示すフローチャートである。認証サーバ２００の本人認証部２３０は、携帯通信端末１００から複数の認証時撮像画像、撮像場所情報、日時情報、及び利用者ＩＤを互いに対応付けて受信する（Ｓ１００）。これにより、本人認証部２３０は、複数の認証時撮像画像が同一の撮像部１１０によって撮像されたと判断し、本人認証処理を進める。本人認証部２３０は、受信した利用者ＩＤを本人情報保持部２１０に照合し、利用者を認識する（Ｓ１１０）。そして受信した日時情報が示す日時が、本人情報保持部２１０において利用者ＩＤに対応付けられている日時に含まれていることを確認する（Ｓ１２０：Ｙｅｓ）とともに、受信した撮像場所情報が示す場所が、本人情報保持部２１０において利用者ＩＤに対応付けられている緯度経度の範囲に含まれていることを確認する（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）。ここで本人認証部２３０は、撮像場所情報として、利用者がいる施設を示す情報を受信した場合、施設を示す情報を用いて、この施設の緯度経度を登録背景保持部２２０から読み出し、読み出した緯度経度を本人情報保持部２１０において利用者ＩＤに対応付けられている緯度経度に照合する。
【００２２】
なお、本人認証部２３０は、受信した日時情報が示す日時が本人情報保持部２１０において利用者ＩＤに対応付けられている日時に含まれていなかった場合（Ｓ１２０：Ｎｏ）、本人認証処理を終了する。また受信した撮像場所情報が示す場所が本人情報保持部２１０において利用者ＩＤに対応付けられている緯度経度の範囲に含まれていなかった場合（Ｓ１３０：Ｎｏ）、本人認証処理を終了する。
【００２３】
このように、本人認証部２３０は、認証時撮像画像が予め定められた日時に撮像されたことを必要条件として本人を認証する。また認証時撮像画像が予め定められた場所で撮像されたことを必要条件として本人を認証する。従って、予め認証されるべき場所や日時を予め本人が登録しておくと、他人は本人に成りすましにくくなる。
そして本人認証部２３０は、認証時撮像画像の背景となるべき画像を、登録背景保持部２２０から読み出す（Ｓ１４０）。ここで本人認証部２３０は、利用者がいる施設を示す情報を撮像場所情報として受信した場合、この施設を示す情報に対応付いている背景画像を登録背景保持部２２０から読み出す。また緯度経度情報を撮像場所情報として受信した場合、本人認証部２３０は、この緯度経度に対応付いている背景画像を登録背景保持部２２０から読み出す。
そして本人認証部２３０は、受信した認証時撮像画像のうち利用者を正面から撮像した認証時撮像画像における背景画像が、読み出した背景画像と一致するか否かを判断する（Ｓ１５０）。
他人が、ある施設から、他の場所で撮像した利用者の顔画像を送信した場合、認証時撮像画像の背景は、登録背景保持部２２０から読み出した背景に一致しない。この場合、本人認証部２３０は利用者を本人と認証しない。従って、他人は、本人の顔画像を所持していても、本人に成りすましにくくなる。
【００２４】
背景が一致すると判断した場合（Ｓ１５０；Ｙｅｓ）、本人認証部２３０は、他の認証時撮像画像の背景画像が、正面から撮像した認証時撮像画像の背景画像と連続しているか否かを判断する（Ｓ１６０）。連続していると判断した場合（Ｓ１６０：Ｙｅｓ）、本人認証部２３０は複数の認証時撮像画像が同一の場所で撮像されたと判断し、利用者の顔の認証時３次元情報を生成し（Ｓ１７０）、本人の認証処理を行う（Ｓ１８０）。
このように、本人認証部２３０は、複数の認証時撮像画像が同一の場所で撮像された場合に、本人を認証する。従って、他人が、互いに異なる場所で撮像された本人の顔画像を収集し、複数の角度から撮像された本人の顔画像をそろえても、他人は本人に成りすますことはできない。
【００２５】
図７は、図６のＳ１７０の詳細例を示すフローチャートである。本人認証部２３０は、複数の認証時撮像画像のそれぞれにおいて、目と目の間隔を算出する（Ｓ２００）。そして、正面以外から撮像した認証時撮像画像における目と目の間隔の、正面から撮像した認証時撮像画像における目と目の間隔に対する割合を算出し、この割合及び三角関数の公式を用いて、正面以外から撮像した認証時撮像画像の撮像角度を算出する（Ｓ２１０）。そして、撮像角度及び認証時撮像画像を用いて、利用者の顔の認証時３次元情報を生成する（Ｓ２２０）。
このようにすると、本人認証部２３０は、認証時撮像画像の撮像角度を算出して利用者の顔の３次元情報を生成することができる。
【００２６】
図８は、図６のＳ１７０の他の詳細例を示すフローチャートである。本人認証部２３０は、正面から撮像した認証時撮像画像の背景画像に対する、正面以外から撮像した認証時撮像画像の背景画像の重複部分を、正面以外から撮像した認証時撮像画像毎に抽出する（Ｓ３００）。そして背景画像全体に対する重複部分の割合を、正面以外から撮像した認証時撮像画像毎に算出する（Ｓ３１０）。そして、算出した割合に基づいて、正面以外から撮像した認証時撮像画像の撮像角度を算出する（Ｓ３２０）。ここで本人認証部２３０は、撮像部１１０のレンズの収差に起因して生じる画像の歪みを補正した上で、撮像角度を算出するのが好ましい。
そして本人認証部２３０は、撮像角度及び認証時撮像画像を用いて、利用者の顔の認証時３次元情報を生成する（Ｓ３３０）。
このようにしても、本人認証部２３０は、認証時撮像画像の撮像角度を算出して利用者の顔の３次元情報を生成することができる。
【００２７】
図９は、図６のＳ１８０の詳細例を示すフローチャートである。本人認証部２３０は、認証時３次元情報が、本人情報保持部２１０が予め保持している本人の顔の３次元情報と一致した場合、利用者を本人であると認証する。具体的には、正面から利用者を見た場合の、目と鼻の相対位置が一致し（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、かつ鼻の頂部と目の奥行きの差が一致する（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）ことを確認した場合、利用者が本人であると認証する（Ｓ４２０）。それ以外の場合（Ｓ４００：ＮｏまたはＳ４１０：Ｎｏ）は、利用者は本人でないと判断する（Ｓ４３０）。そして認証結果を店頭端末３００に送信する（Ｓ４４０）。
このように、本人認証部２３０は、目と鼻の奥行きの差が一致することを条件に、利用者が本人であると認証する。従って、正面から見た場合に本人と似ている他人がいても、この他人は、本人に成りすましにくくなる。
【００２８】
なお、携帯通信端末１００は、複数の認証時撮像画像のそれぞれが撮像された時間を本人認証部２３０に送信してもよい。この場合、本人認証部２３０は、複数の認証時撮像画像が、予め定められた時間以内に撮像されていることを、本人を認証するための必要条件としてもよい。
また認証サーバ２００は、医療情報などの個人情報を本人の識別情報に対応付けて保持してもよい。この場合、認証サーバ２００は、本人認証部２３０が本人を認証したときに、個人情報を外部に出力する。
【００２９】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３０】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、他人が本人に成りすましても、本人であると認証する可能性は低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態である本人認証システム１０の使用例を示す図
【図２】本人認証システム１０の構成を示すブロック図
【図３】本人情報保持部２１０のデータ構成を示すテーブル
【図４】登録背景保持部２２０のデータ構成を示すテーブル
【図５】携帯通信端末１００の動作例を示すフローチャート
【図６】認証サーバ２００の動作例を示すフローチャート
【図７】図６のＳ１７０の詳細例を示すフローチャート
【図８】図６のＳ１７０の他の詳細例を示すフローチャート
【図９】図６のＳ１８０の詳細例を示すフローチャート
【符号の説明】
１０…本人認証システム
１００…携帯通信端末
１１０…撮像部
１２０…日時情報取得部
１３０…場所情報取得部
２００…認証サーバ
２１０…本人情報保持部
２２０…登録背景保持部
２３０…本人認証部
３００…店頭端末

Claims (8)

1. 利用者を撮像して本人であることを認証する本人認証装置であって、
   前記利用者に対して移動されることにより、前記利用者を複数の角度から撮像して認証時利用者画像を生成する撮像部と、
   前記利用者を認証するときに用いられる前記利用者本人の顔の３次元情報を予め保持する本人情報保持部と、
   前記複数の認証時利用者画像及び前記複数の利用者画像のそれぞれの撮像角度を用いて前記利用者の認証時３次元情報を生成し、当該利用者の認証時３次元情報を、前記利用者本人の３次元情報に照合して、前記利用者が本人であると認証する本人認証部と
   を備える本人認証装置。
2. 前記本人認証部は、前記認証時利用者画像の背景が、予め定められた背景であることを必要条件として、前記認証時３次元情報を生成し、または前記利用者が本人であると認証する、請求項１に記載の本人認証装置。
3. 前記本人認証部は、前記複数の認証時利用者画像のそれぞれの背景が、連続していることを必定条件として前記認証時３次元情報を生成し、または前記利用者が本人であると認証する、請求項１に記載の本人認証装置。
4. 前記本人認証部は、前記利用者の認証時３次元情報が示す、目と鼻の奥行きの差が、前記利用者本人の３次元情報が示す、目と鼻の奥行きの差と一致することを必要条件として、前記利用者が本人であると認証する、請求項１に記載の本人認証装置。
5. 前記撮像部は、少なくとも前記利用者を正面から撮像して一の前記認証時利用者画像を生成し、
   前記本人認証部は、他の前記認証時利用者画像における背景と、前記一の認証時利用者画像の背景とが重なっている部分の大きさに基づいて、前記他の認証時利用者画像の撮像角度を算出する、請求項１に記載の本人認証装置。
6. 前記撮像部は、少なくとも前記利用者を正面から撮像して一の前記認証時利用者画像を生成し、
   前記本人認証部は、他の前記認証時利用者画像における前記利用者の目と目の間隔の、前記一の認証時利用者画像における目と目の間隔に対する割合に基づいて、前記他の認証時利用者画像の撮像角度を算出する、請求項１に記載の本人認証装置。
7. 前記撮像部は、前記利用者に携帯される携帯撮像装置であり、
   更に、前記携帯撮像装置が前記複数の認証時利用者画像を撮像した場所を示す撮像場所情報を取得する場所情報取得部を備え、
   前記本人認証部は、前記撮像場所情報が示す場所が、予め定められた場所であることを必要条件として、前記利用者が本人であると認証する、請求項１に記載の本人認証装置。
8. 更に、前記撮像部が前記認証時利用者画像を撮像した日時を取得する日時情報取得部を備え、
   前記本人認証部は、前記日時情報が示す日時が予め定められた日時であることを必要条件として、前記利用者が本人であると認証する、請求項１に記載の本人認証装置。

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