JP4175056B2 - 個人認証装置、個人認証システム、携帯端末、個人認証用プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔・虹彩・指紋・音声等の個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
個人認証装置としては、たとえば特開平１１−１６７６３２号公報に記載されているような顔照合による認証装置が一般によく知られている。この認証装置では、本人（登録者）の顔の画像を撮像してその特徴量を予め登録しておき、特定場所への入室時などには、入口に設けられたカメラで本人の顔の画像を撮像して特徴量を抽出し、この撮像された画像と登録されている画像とのそれぞれの特徴量を比較して、特徴量の一致度により本人か他人かを識別するようにしている。
【０００３】
図１３は、上記のような顔照合を用いた従来の個人認証装置を説明する図である。図において、Ｂはドア５３の付近に設置された個人認証装置であって、カメラ５１および表示部５２を備えている。カメラ５１で被認証者の顔画像を撮像し、撮像した顔画像の特徴量と、予め登録されている顔画像の特徴量とを比較して、被認証者が登録されている本人か否かが判定される。判定結果は表示部５２に表示さされ、判定結果が正常であれば、ドア５３の施錠が解除されてノブ５４を操作して入室することができる。一方、判定結果が正常でなければ、ドア５３の施錠は解除されずノブ５４を操作して入室することはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものでは、個人認証装置Ｂは一般人の背丈に合わせた位置に取り付けられているため、車椅子利用者や身長の低い者にとっては、床からのカメラ５１の高さＨが高すぎて、顔画像を撮像するのが非常に困難であった。この解決策として、図１４に示したように、個人認証装置Ｂを上下可動式とすることが考えられるが、このためには可動機構やガイドレール等（図示省略）が必要となるため、スペース的に設置できないことがあるとともに、コストが高くなりデザイン上も好ましくない。また、図１５に示したように、上下の位置にそれぞれ個人認証装置Ｂを設置することも考えられるが、この場合には２倍のコストがかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、図１６に示すように、車椅子利用者６０がカメラ付携帯電話機のような携帯端末６１を利用して自分の顔画像を撮像し、図１７に示すように、撮像した顔画像を個人認証装置へ無線等で送信するようにすれば、個人認証装置での顔画像の撮像は不要となり、上述した問題を解消することができる。しかしながら、このシステムでは、個人認証装置から離れた場所においても認証用データ（顔画像）を個人認証装置へ入力することができるため、本人が携帯端末６１を遠隔操作することによって、本人以外の者を不正に入室させることが可能となり、セキュリティの点で問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、携帯端末で入力された認証用データを個人認証装置へ送信するシステムにおいて、遠隔からの操作によって本人以外の者が不正にアクセス可能となるのを防止してセキュリティを向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る個人認証装置は、個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証装置であって、登録者のバイオメトリクスデータがあらかじめ記憶されている記憶手段と、視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターンを生成するパターン生成手段と、パターン生成手段で生成されたランダムパターンを表示する表示手段と、携帯端末において入力された被認証者のバイオメトリクスデータおよび携帯端末が撮像した表示手段におけるランダムパターンを当該携帯端末から受信する受信手段と、受信手段が受信した被認証者のバイオメトリクスデータと、記憶手段に記憶されている登録者のバイオメトリクスデータとを照合する第１の照合手段と、受信手段が受信したランダムパターンとパターン生成手段が生成したランダムパターンとを照合する第２の照合手段と、第１および第２の照合手段の照合結果がいずれも正常な場合に被認証者が登録者であると判定する判定手段とを備えている。ここで、バイオメトリクスデータ（Biometrics Data）とは、個人の生体的特徴から得られるデータのことをいい、たとえば顔・虹彩・指紋・音声等の特徴量のデータがこれに該当する。
【０００８】
本発明では、第１の照合手段によるバイオメトリクスデータの照合に加えて、第２の照合手段によるランダムパターンの照合を行い、バイオメトリクスデータの照合結果が正常で、かつランダムパターンの照合結果も正常な場合に、はじめて本人であることが認証される。したがって、バイオメトリクスデータが一致しただけではアクセスは許可されず、ランダムパターンが一致してはじめてアクセスが許可されることになる。そして、ランダムパターンの照合結果が正常となるためには、その前提として、被認証者は必ず個人認証装置の近傍に居て、認証装置に表示されるランダムパターンを携帯端末で撮像しなければならない。こうすることで、場所と時刻の同一性を確保し、離れた場所からの操作によって他人の不正なアクセスを許可するのを阻止することができる。
【０００９】
バイオメトリクスデータの典型的なものは顔画像である。この場合、携帯端末では顔画像とランダムパターンを撮像し、これらを個人認証装置の受信手段が受信する。これによると、バイオメトリクスデータの入力手段として、携帯端末に付設されているカメラを利用することができ、このカメラによって顔画像とランダムパターンの両方を撮像することができる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、ランダムパターンが表示される表示手段に、判定手段による判定結果も表示する。これによると、ランダムパターン表示用の表示手段と、判定結果表示用の表示手段とを別々に設ける必要がなく、１つの表示手段で兼用できるため、構成が簡略化される。
【００１１】
また、表示手段は、複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイから構成することができる。これによると、ＬＥＤの点灯によりランダムパターンが明瞭に表示され、携帯端末でランダムパターンを正確に撮像することができる。
【００１２】
表示手段は、受信手段が携帯端末からバイオメトリクスデータを受信したことに基づいてランダムパターンを表示してもよいし、被認証者の接近を検知する検知手段からの検知信号に基づいてランダムパターンを表示してもよい。
【００１３】
本発明に係る個人認証システムは、上述した個人認証装置と、この個人認証装置へ被認証者のバイオメトリクスデータを送信する携帯端末とから構成される。
【００１４】
本発明に係る携帯端末は、被認証者のバイオメトリクスデータが入力される入力手段と、個人認証装置の表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する撮像手段と、入力手段で入力されたバイオメトリクスデータおよび撮像手段が撮像したランダムパターンを個人認証装置へ送信する送信手段とを備えている。この携帯端末は、既存のカメラ付携帯電話機から構成することができる。この場合、カメラによって入力手段と撮像手段とが構成され、カメラで撮像した顔画像とランダムパターンとが送信手段により個人認証装置へ送信される。
【００１５】
本発明に係る個人認証用プログラムは、上記携帯端末に格納されるプログラムであって、被認証者のバイオメトリクスデータの入力を受け付ける手順と、入力されたバイオメトリクスデータを個人認証装置へ送信する手順と、表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する手順と、撮像されたランダムパターンを個人認証装置へ送信する手順とをコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、携帯端末にあらかじめ格納されていてもよいし、通信回線（たとえばインターネット）を介してサーバからダウンロードされるものであってもよい。あるいは、携帯端末に装着されるメモリカード等の記録媒体に格納されたものであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る個人認証装置Ａの実施形態を示したブロック図である。図において、１は被認証者の顔を撮像する撮像装置としてのカメラであって、たとえばＣＣＤ（電荷結合素子）のような撮像素子を備えた電子カメラから構成される。このカメラ１は、車椅子利用者や身長の低い者でない一般の被認証者の顔を撮像するためのカメラである。２は後述する携帯端末との間で無線通信を行う送受信部であって、本発明における受信手段を構成する。３は送受信部２に設けられたアンテナである。４は被認証者の接近を検知する人間検知部であって、本発明における検知手段を構成し、たとえば反射型の光電センサから構成される。５は後述するランダムパターンや判定結果を表示する表示部であって、本発明における表示手段を構成し、たとえば複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を平面状に並べたＬＥＤアレイから構成される。６は照合や判定等の処理を行う制御部であって、ＣＰＵを備えたコンピュータから構成される。７はＲＯＭやＲＡＭなどのメモリから構成される記憶部であって、本発明における記憶手段を構成し、制御部６が実行するプログラムや、登録者の顔画像データ（顔の特徴量）などがあらかじめ記憶されている。
【００１７】
制御部６において、８〜１５はＣＰＵにより実現される機能のブロックを表している。８は画像取得部であって、カメラ１で撮像された画像を取り込んで画像データを取得するとともに、送受信部２が携帯端末から受信したランダムパターンの画像を取り込んで画像データを取得する。９は顔検出部であって、画像取得部８でカメラ１より取得した撮像画像から顔を検出する。この顔の検出には、たとえば肌色検出による方法、背景画像との差分を抽出する方法、パターンマッチングから顔らしさを抽出する方法など、公知の方法が用いられる。１０は特徴量抽出部であって、顔検出部９で得られた顔画像から顔の特徴量、すなわち目、鼻、口、耳などの各部位の形状や位置に関する特徴量を抽出する。特徴量の抽出は、たとえば各部位の濃淡画像からテンプレートマッチングにより特徴量を抽出する公知の方法を用いて行われる。１１は顔照合部であって、本発明における第１の照合手段を構成し、特徴量抽出部１０で抽出された被認証者の顔の特徴量と、記憶部７に記憶されている登録者の顔の特徴量とを照合する。具体的には、それぞれの顔の特徴量を比較して類似度を算出し、この類似度があらかじめ定められた閾値以上であるか否かを判別して、閾値以上であれば両顔画像は一致すると判断し、閾値以上でなければ両顔画像は一致しないと判断する。
【００１８】
１２はパターン検出部であって、画像取得部８で送受信部２より取得した撮像画像からランダムパターンを検出する。１３はパターン生成部であって、本発明におけるパターン生成手段を構成し、視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターン（図３参照）を生成する。１４はパターン照合部であって、本発明における第２の照合手段を構成し、パターン検出部１２で検出されたランダムパターンと、パターン生成部１３が生成したランダムパターンとを照合して、両パターンが一致するか否かを判別する。１５は判定部であって、顔照合部１１での照合結果とパターン照合部１４での照合結果とに基づいて、個人認証を行う。具体的には、双方の照合結果がいずれも正常な場合は、被認証者が登録者であると判定し、双方の照合結果の少なくとも一方が正常でない場合は、被認証者が登録者でないと判定する。
【００１９】
図２は、上記のような構成からなる個人認証装置Ａの設置例を示した図である。個人認証装置Ａは、特定の者のみが入室を許可されている部屋の入口に設置されている。１、３、５はそれぞれ前述したカメラ、アンテナ、表示部である。図１３の場合と同様に、個人認証装置Ａは一般人の背丈に合わせた位置に取り付けられているので、カメラ１が撮像するのは、車椅子利用者や身長の低い者でない一般の被認証者の顔である。なお、人間検知部４はここでは図示していないが、入口付近の適当な場所に設置される。たとえば、天井に人間検知部４を設けてもよい。２０は部屋の入口のドア、２１はドア２０を開放するためのノブである。常時はドア２０が施錠されており、ノブ２１を操作して入室することができないようになっている。
【００２０】
図３は、表示部５に表示されるランダムパターンの例を示した図である。前述のように、表示部５は、複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイ５ａから構成され、図３の黒丸は発光しているＬＥＤを表している。また、パターン生成部１３において生成されるランダムパターンは、時間ととともに不規則に変化するパターンであって、そのパターンに応じてＬＥＤが発光することにより、表示部５には数秒間隔で異なったパターンが表示される。たとえば、図３（ａ）のようなパターンが表示されてから数秒が経過すると、パターンは図３（ｂ）のように変化し、その後さらに数秒が経過すると、パターンは図３（ｃ）のように変化する。以降も同様にして、表示部５に表示されるパターンは、数秒間隔で不規則に変化する。
【００２１】
図４は、本発明に係る携帯端末３０の実施形態を示したブロック図である。本実施形態では、携帯端末３０はカメラ付携帯電話機から構成される。図において、３１はＣＣＤのような撮像素子を備えた電子カメラからなるカメラであって、本発明における入力手段および撮像手段を構成し、被認証者の顔を撮像するとともに、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンを撮像する。３２は操作部であって、各種のキーから構成される。３３は表示部であって、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）から構成される。３４は送受信部であって、本発明における送信手段を構成し、カメラ３１が撮像した顔やランダムパターンの画像を個人認証装置Ａの送受信部２へ無線で送信する。３５は送受信部３４に設けられたアンテナである。３６は音声入力部であって、通話時に音声を入力するマイクから構成される。３７は音声出力部であって、通話時や着信時に音声を出力するスピーカから構成される。３８はＲＯＭやＲＡＭなどから構成されるメモリであって、このメモリ３８には本発明に係る個人認証用プログラムＰが格納されている。３９はコンピュータを構成する制御手段としてのＣＰＵであって、携帯端末３０の全体の制御を行う。
【００２２】
以上述べた携帯端末３０と個人認証装置Ａとによって、本発明に係る個人認証システムが構成される。
【００２３】
次に、上記のような個人認証システムにおける認証の手順について説明する。ここでは、車椅子利用者が携帯端末３０を用いて図２の個人認証装置Ａへアクセスを行う場合を例にとって、概略手順をまず説明する。最初に、図５に示したように、車椅子４２に乗って個人認証装置Ａの設置場所付近まで来た車椅子利用者４１（被認証者）は、携帯端末３０に付いているカメラ３１により自分の顔を撮像する。なお、顔画像は、個人認証装置Ａの設置場所から離れた場所において前もって撮像しておいてもよい。次に、車椅子利用者４１は、携帯端末３０の操作部３２を操作して、図６に示したように、撮像した顔の画像をアンテナ３５から個人認証装置Ａへ送信する。個人認証装置Ａが携帯端末３０から顔の画像を受信すると、表示部５にランダムパターンが表示されるので、車椅子利用者４１は続いて図７に示したように、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンを、携帯端末３０のカメラ３１で撮像する。撮像が終了すると、図８に示したように、ランダムパターンの画像がアンテナ３５から個人認証装置Ａへ自動的に送信される。
【００２４】
個人認証装置Ａでは、送受信部２がアンテナ３を介して携帯端末３０から送信された顔の画像を受信し、これに続いてランダムパターンの画像を受信する。受信した顔の画像は、画像取得部８を経て顔検出部９へ送られて顔が検出され、特徴量抽出部１０で顔の特徴量が抽出される。顔照合部１１は、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている特徴量とから類似度を算出し、類似度が所定の閾値以上であるか否かによって顔の一致・不一致を照合する。一方、受信したランダムパターンの画像は、画像取得部８を経てパターン検出部１２へ送られてパターンが検出される。パターン照合部１４は、検出されたパターンとパターン生成部１３で生成したパターンとを比較して、両パターンが一致するか否かを照合する。そして、判定部１５は、顔照合部１１での照合結果とパターン照合部１４での照合結果がともに正常な場合、すなわち、携帯端末３０から送信された顔画像と記憶部７に登録されている顔画像とが一致し、かつ、携帯端末３０から送信されたパターンとパターン生成部１３が生成したパターンとが一致した場合に、車椅子利用者４１は登録者であると判定し、入口のドア２０の施錠を解除する。これによって、車椅子利用者４１はノブ２１を操作してドア２０を開放し、入室することが可能となる。
【００２５】
次に、携帯端末３０および個人認証装置Ａのそれぞれにおける処理手順の詳細につき説明する。図９は、携帯端末３０での処理手順を示したフローチャートであって、ＣＰＵ３９が実行する個人認証用プログラムＰの制御手順を表している。最初に、操作部３２の操作によって個人認証装置Ａへの送信モードが選択されると（ステップＳ１）、表示部３３にたとえば「顔画像を撮像して下さい」というメッセージが表示され、カメラ３１による顔の撮像が行われる（ステップＳ２、Ｓ３）。撮像された顔の画像は、メモリ３８（図４）の所定領域に一時的に格納される。顔の撮像が終わると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、表示部３３にたとえば「顔画像を送信して下さい」というメッセージが表示され、操作部３２の操作によって、撮像した顔画像が送受信部３４およびアンテナ３５から個人認証装置Ａへ送信される（ステップＳ４）。送信が完了すると、表示部３３にたとえば「パターンを撮像して下さい」というメッセージが表示され、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンがカメラ３１により撮像される（ステップＳ５、Ｓ６）。撮像されたパターンの画像は、メモリ３８の所定領域に一時的に格納される。ランダムパターンの撮像が終わると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、表示部３３にたとえば「パターン画像を送信します」というメッセージが表示され、撮像したランダムパターンが送受信部３４およびアンテナ３５から個人認証装置Ａへ自動的に送信され（ステップＳ７）、一連の手順を終了する。なお、ここでは、操作部３２の操作により顔画像を送信する場合を例に挙げたが、パターン画像と同様に、顔の撮像が終了した時点で顔画像を自動的に送信するようにしてもよい。
【００２６】
図１０は、個人認証装置Ａでの処理手順を示したフローチャートであって、制御部６が実行する制御手順を表している。個人認証装置Ａでは、人間検知部４が人を検知したか否かを常時監視しており（ステップＳ１１）、人を検知すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、人間検知部４からカメラ１に撮像開始信号が送られ、カメラ１が作動して撮像を開始する（ステップＳ１２）。続いて、画像取得部８でカメラ１から顔の画像を取得できたか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００２７】
カメラ１から顔の画像を取得できた場合は（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、そのときの被認証者は車椅子利用者４１ではなく一般人である。この場合は、特徴量抽出部１０において顔の特徴量が抽出され（ステップＳ１４）、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている顔の特徴量とに基づいて、顔照合部１１で類似度が算出され顔照合が行われる（ステップＳ１５、Ｓ１６）。この場合、算出された類似度が所定の閾値以上であれば、照合結果は正常（顔一致）であると判別され（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、類似度が所定の閾値以上でなければ、照合結果は正常ではない（顔不一致）と判別される（ステップＳ１６：ＮＯ）。
【００２８】
判別部１５は、顔照合部１１での照合結果が正常であれば、被認証者が登録者本人であることを認証し（ステップＳ１７）、入室許可の処理を行う（ステップＳ１８）。すなわち、表示部５に図１１（ａ）のような判定結果ＯＫの表示（丸印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室許可の信号が出力され、これによってドア２０の施錠が解除されて、被認証者はノブ２１を操作して入室することができる。一方、顔照合部１１での照合結果が正常でなければ、判別部１５は認証者が登録者本人であることの認証を拒否し（ステップＳ１９）、入室禁止の処理を行う（ステップＳ２０）。すなわち、表示部５に図１１（ｂ）のような判定結果ＮＧの表示（×印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室禁止の信号が出力され、ドア２０の施錠が維持される。このため、被認証者はノブ２１を操作して入室することはできない。なお、図１１は表示の一例であって、これ以外の態様（たとえば文字）で判定結果を表示してもよいことは勿論である。
【００２９】
次に、ステップＳ１３において、カメラ１から顔の画像を取得できない場合は（ステップＳ１３：ＮＯ）、送受信部２から顔の画像を取得できたか否かを判定する（ステップＳ２１）。送受信部２が携帯端末３０から顔の画像を受信しなければ（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ１２に戻ってカメラ１による撮像を継続する。送受信部２が携帯端末３０から顔の画像を受信すれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、そのときの被認証者は車椅子利用者４１であるので、表示部５にランダムパターンを表示させる（ステップＳ２２）。その後、撮像されたランダムパターンの画像が携帯端末３０から送信されてくるのを待ち（ステップＳ２３）、送受信部２がランダムパターンの画像を受信すると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、受信した画像からパターン検出部１２がランダムパターンを検出し、パターン照合部１４において、検出されたパターンとパターン生成部１３が生成したパターンとが一致するか否かの照合が行われる（ステップＳ２４）。この場合、検出パターンと生成パターンとが一致すれば照合結果は正常と判別され、検出パターンと生成パターンとが一致しなければ照合結果は正常でないと判別される。なお、両パターンが一致するか否かは、受信したパターンが表示部５に現在表示されているパターンと同じか否かによって判定する。あるいは、パターンの撮像に要する時間を考慮して、受信したパターンが、現在からごく短い一定時間（たとえば３０秒間）遡った時点から現在までに表示部５に表示されたパターンと同じか否かによって判定するようにしてもよい。
【００３０】
パターン照合部１４での照合結果が正常であれば（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、表示部５におけるＬＥＤをすべて消灯させてランダムパターンの表示を終了し（ステップＳ２６）、その後、ステップＳ１４以降の顔照合の処理に移行する。ステップＳ１４では、ステップＳ２１で取得した顔画像に対して、特徴量抽出部１０が顔の特徴量を抽出する。そして、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている顔の特徴量とに基づき、顔照合部１１が類似度を算出して顔照合を行う（ステップＳ１５、Ｓ１６）。類似度が所定の閾値以上であれば、照合結果は正常（顔一致）であると判別され（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、類似度が所定の閾値以上でなければ、照合結果は正常ではない（顔不一致）と判別される（ステップＳ１６：ＮＯ）。
【００３１】
判別部１５は、顔照合部１１での照合結果が正常であれば、車椅子利用者４１が登録者本人であることを認証し（ステップＳ１７）、入室許可の処理を行う（ステップＳ１８）。すなわち、表示部５に図１１（ａ）のような判定結果ＯＫの表示（丸印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室許可の信号が出力され、これによってドア２０の施錠が解除されて、車椅子利用者４１はノブ２１を操作して入室することができる。一方、顔照合部１１での照合結果が正常でなければ、判別部１５は車椅子利用者４１が登録者本人であることの認証を拒否し（ステップＳ１９）、入室禁止の処理を行う（ステップＳ２０）。すなわち、表示部５に図１１（ｂ）のような判定結果ＮＧの表示（×印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室禁止の信号が出力され、ドア２０の施錠が維持される。このため、車椅子利用者４１はノブ２１を操作して入室することはできない。
【００３２】
また、ステップＳ２５において、パターン照合部１４による照合結果が正常でない場合、すなわちパターンが一致しない場合は（ステップＳ２５：ＮＯ）、携帯端末３０で撮影されたランダムパターンが現在表示部５に表示されたものではなく、過去に撮像されたものであると判断し、ステップＳ１９へ移行して認証を拒否する。
【００３３】
このようにして、判定部１５は、顔照合部１１とパターン照合部１４との照合結果に基づいて認証を行い、パターンの照合結果が正常（パターン一致）であって、かつ、顔の照合結果も正常（顔一致）である場合に、被認証者を登録者本人と認証する一方、パターンの照合結果が正常でない場合（パターン不一致）や、顔の照合結果が正常でない場合（顔不一致）は、認証を拒否する。このため、被認証者の顔画像が登録者の顔画像と一致しただけでは、被認証者は本人とは認証されず、表示部５に表示された現在のランダムパターンと、携帯端末３０で撮像されたランダムパターンとが一致して、はじめて被認証者は本人と認証されることになる。
【００３４】
この結果、個人認証装置Ａから離れた場所において、携帯端末３０から本人の顔画像だけを送信してアクセスを行おうとしても、ランダムパターンが送信されないためにパターンの照合結果が正常とはならず、認証は拒否される。また、表示部５のランダムパターンをあらかじめ撮像して携帯端末３０に保存しておき、これを本人の顔画像とともに送信したとしても、そのランダムパターンは、表示部５に現在表示されているパターンではなく、過去に表示されたパターンであるため、やはりパターンの照合結果は正常とはならず、認証は拒否される。
【００３５】
したがって、顔の照合結果が正常の場合に本人と認証されるためには、場所と時刻の同一性、すなわち、個人認証装置Ａの近傍において現在表示されたパターンが撮像されたことが条件となる。こうすることで、個人認証装置Ａから離れた場所で本人が携帯端末３０を遠隔操作して他人を不正に入室させることはできなくなり、セキュリティを高めることができる。
【００３６】
上述した実施形態においては、認証用のバイオメトリクスデータとして顔画像を用いているので、携帯端末３０に付設されているカメラ３１で顔画像を入力することができ、バイオメトリクスデータ入力用の手段を別に設ける必要がなく、カメラ３１によって顔画像とランダムパターンの両方を撮像することができる。また、携帯端末３０として既存のカメラ付携帯電話機を利用することができる。
【００３７】
また、上述した実施形態においては、ランダムパターンが表示される表示部５に判定結果を表示するようにしたので、ランダムパターン表示用の表示部と、判定結果表示用の表示部とを別々に設ける必要がなく、構成が簡略化される。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、表示部５を複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイ５ａから構成しているので、ＬＥＤの点灯によりランダムパターンが明瞭に表示され、携帯端末３０のカメラ３１でランダムパターンを正確に撮像することができる。
【００３９】
図１２は、本発明の他の実施形態を示すフローチャートであって、個人認証装置Ａにおける処理手順の他の例を示したものである。図１２において、図１０と同じステップには同じ符号を付してある。図１０では、送受信部２が携帯端末３０から画像を受信した時点で（ステップＳ２１）、表示部５にランダムパターンを表示したが（ステップＳ２２）、図１２では、人間検知部４が人間を検知して（ステップＳ１１）カメラ１が撮像を開始するのと同時に（ステップＳ１２）、表示部５にランダムパターンを表示するようにしている（ステップＳ１２ａ）。また、これに伴い、カメラ１から顔画像が取得できれば（ステップＳ１３）、その時点でランダムパターンの表示を終了するようにしている（ステップＳ１３ａ）。その他の点については図１０と同じであるので、ここでは説明を省略する。図１０の場合は、ランダムパターンを撮像する前に必ず顔画像を送信する必要があるが、図１２の場合は、先にランダムパターンを撮像し、その後に顔画像を送信することも可能である。
【００４０】
本発明は、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、バイオメトリクスデータとしては上述した顔画像以外に、虹彩や指紋、音声などのデータを用いることができる。この場合は、それぞれのバイオメトリクスデータに対応した入力手段が個人認証装置Ａと携帯端末３０に設けられる。一例として、指紋による照合を利用する場合は、カメラ１、３１に加えて指紋照合機が設けられる。
【００４１】
また、個人認証装置Ａの表示部５は、上述したＬＥＤアレイ５ａに代えて、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）により構成してもよい。この場合、表示部５に表示されるランダムパターンは映像や文字等であってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、携帯端末３０としてカメラ付携帯電話機を例に挙げたが、本発明の携帯端末は携帯電話機に限らず、バイオメトリクスデータを入力する手段と、ランダムパターンを撮像する手段と、バイオメトリクスデータおよびランダムパターンを送信する手段とを備えた携帯端末であれば、その種類は問わない。また、携帯端末３０と個人認証装置Ａとの間の通信手段としては、上述した無線に限らず、赤外線などを利用したものであってもよい。
【００４３】
さらに、本発明の個人認証装置は、上述したような部屋の入口に設置されるものだけに限らず、特定場所への入場を制限するゲートの入口に設置されるものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ランダムパターンの照合を行うことにより、個人認証装置の近傍においてランダムパターンが撮像された場合にのみ、本人であることが認証されて入室等のアクセスが許可されるので、遠隔からの操作によって本人以外の者に不正なアクセスを許すことは不可能となり、これによってセキュリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る個人認証装置の実施形態を示したブロック図である。
【図２】個人認証装置の設置例を示した図である。
【図３】ランダムパターンの例を示した図である。
【図４】本発明に係る携帯端末の実施形態を示したブロック図である。
【図５】認証の概略手順を説明する図である。
【図６】認証の概略手順を説明する図である。
【図７】認証の概略手順を説明する図である。
【図８】認証の概略手順を説明する図である。
【図９】携帯端末での処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】個人認証装置での処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】判定結果の表示例である。
【図１２】他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】従来例を説明する図である。
【図１４】従来例を説明する図である。
【図１５】従来例を説明する図である。
【図１６】従来例を説明する図である。
【図１７】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 送受信部
４ 人間検知部
５ 表示部
５ａ ＬＥＤアレイ
６ 制御部
７ 記憶部
１１ 顔照合部
１３ パターン生成部
１４ パターン照合部
１５ 判定部
３０ 携帯端末
３１ カメラ
３４ 送受信部
４１ 車椅子利用者（被認証者）
Ａ 個人認証装置
Ｐ 個人認証用プログラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔・虹彩・指紋・音声等の個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
個人認証装置としては、たとえば特開平１１−１６７６３２号公報に記載されているような顔照合による認証装置が一般によく知られている。この認証装置では、本人（登録者）の顔の画像を撮像してその特徴量を予め登録しておき、特定場所への入室時などには、入口に設けられたカメラで本人の顔の画像を撮像して特徴量を抽出し、この撮像された画像と登録されている画像とのそれぞれの特徴量を比較して、特徴量の一致度により本人か他人かを識別するようにしている。
【０００３】
図１３は、上記のような顔照合を用いた従来の個人認証装置を説明する図である。図において、Ｂはドア５３の付近に設置された個人認証装置であって、カメラ５１および表示部５２を備えている。カメラ５１で被認証者の顔画像を撮像し、撮像した顔画像の特徴量と、予め登録されている顔画像の特徴量とを比較して、被認証者が登録されている本人か否かが判定される。判定結果は表示部５２に表示さされ、判定結果が正常であれば、ドア５３の施錠が解除されてノブ５４を操作して入室することができる。一方、判定結果が正常でなければ、ドア５３の施錠は解除されずノブ５４を操作して入室することはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものでは、個人認証装置Ｂは一般人の背丈に合わせた位置に取り付けられているため、車椅子利用者や身長の低い者にとっては、床からのカメラ５１の高さＨが高すぎて、顔画像を撮像するのが非常に困難であった。この解決策として、図１４に示したように、個人認証装置Ｂを上下可動式とすることが考えられるが、このためには可動機構やガイドレール等（図示省略）が必要となるため、スペース的に設置できないことがあるとともに、コストが高くなりデザイン上も好ましくない。また、図１５に示したように、上下の位置にそれぞれ個人認証装置Ｂを設置することも考えられるが、この場合には２倍のコストがかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、図１６に示すように、車椅子利用者６０がカメラ付携帯電話機のような携帯端末６１を利用して自分の顔画像を撮像し、図１７に示すように、撮像した顔画像を個人認証装置へ無線等で送信するようにすれば、個人認証装置での顔画像の撮像は不要となり、上述した問題を解消することができる。しかしながら、このシステムでは、個人認証装置から離れた場所においても認証用データ（顔画像）を個人認証装置へ入力することができるため、本人が携帯端末６１を遠隔操作することによって、本人以外の者を不正に入室させることが可能となり、セキュリティの点で問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、携帯端末で入力された認証用データを個人認証装置へ送信するシステムにおいて、遠隔からの操作によって本人以外の者が不正にアクセス可能となるのを防止してセキュリティを向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る個人認証装置は、個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証装置であって、登録者のバイオメトリクスデータがあらかじめ記憶されている記憶手段と、視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターンを生成するパターン生成手段と、パターン生成手段で生成されたランダムパターンを表示する表示手段と、携帯端末において入力された被認証者のバイオメトリクスデータおよび携帯端末が撮像した表示手段におけるランダムパターンを当該携帯端末から受信する受信手段と、受信手段が受信した被認証者のバイオメトリクスデータと、記憶手段に記憶されている登録者のバイオメトリクスデータとを照合する第１の照合手段と、受信手段が受信したランダムパターンとパターン生成手段が生成したランダムパターンとを照合する第２の照合手段と、第１および第２の照合手段の照合結果がいずれも正常な場合に被認証者が登録者であると判定する判定手段とを備えている。ここで、バイオメトリクスデータ（Biometrics Data）とは、個人の生体的特徴から得られるデータのことをいい、たとえば顔・虹彩・指紋・音声等の特徴量のデータがこれに該当する。
【０００８】
本発明では、第１の照合手段によるバイオメトリクスデータの照合に加えて、第２の照合手段によるランダムパターンの照合を行い、バイオメトリクスデータの照合結果が正常で、かつランダムパターンの照合結果も正常な場合に、はじめて本人であることが認証される。したがって、バイオメトリクスデータが一致しただけではアクセスは許可されず、ランダムパターンが一致してはじめてアクセスが許可されることになる。そして、ランダムパターンの照合結果が正常となるためには、その前提として、被認証者は必ず個人認証装置の近傍に居て、認証装置に表示されるランダムパターンを携帯端末で撮像しなければならない。こうすることで、場所と時刻の同一性を確保し、離れた場所からの操作によって他人の不正なアクセスを許可するのを阻止することができる。
【０００９】
バイオメトリクスデータの典型的なものは顔画像である。この場合、携帯端末では顔画像とランダムパターンを撮像し、これらを個人認証装置の受信手段が受信する。これによると、バイオメトリクスデータの入力手段として、携帯端末に付設されているカメラを利用することができ、このカメラによって顔画像とランダムパターンの両方を撮像することができる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、ランダムパターンが表示される表示手段に、判定手段による判定結果も表示する。これによると、ランダムパターン表示用の表示手段と、判定結果表示用の表示手段とを別々に設ける必要がなく、１つの表示手段で兼用できるため、構成が簡略化される。
【００１１】
また、表示手段は、複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイから構成することができる。これによると、ＬＥＤの点灯によりランダムパターンが明瞭に表示され、携帯端末でランダムパターンを正確に撮像することができる。
【００１２】
表示手段は、受信手段が携帯端末からバイオメトリクスデータを受信したことに基づいてランダムパターンを表示してもよいし、被認証者の接近を検知する検知手段からの検知信号に基づいてランダムパターンを表示してもよい。
【００１３】
本発明に係る個人認証システムは、上述した個人認証装置と、この個人認証装置へ被認証者のバイオメトリクスデータを送信する携帯端末とから構成される。
【００１４】
本発明に係る携帯端末は、被認証者のバイオメトリクスデータが入力される入力手段と、個人認証装置の表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する撮像手段と、入力手段で入力されたバイオメトリクスデータおよび撮像手段が撮像したランダムパターンを個人認証装置へ送信する送信手段とを備えている。この携帯端末は、既存のカメラ付携帯電話機から構成することができる。この場合、カメラによって入力手段と撮像手段とが構成され、カメラで撮像した顔画像とランダムパターンとが送信手段により個人認証装置へ送信される。
【００１５】
本発明に係る個人認証用プログラムは、上記携帯端末に格納されるプログラムであって、被認証者のバイオメトリクスデータの入力を受け付ける手順と、入力されたバイオメトリクスデータを個人認証装置へ送信する手順と、表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する手順と、撮像されたランダムパターンを個人認証装置へ送信する手順とをコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、携帯端末にあらかじめ格納されていてもよいし、通信回線（たとえばインターネット）を介してサーバからダウンロードされるものであってもよい。あるいは、携帯端末に装着されるメモリカード等の記録媒体に格納されたものであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る個人認証装置Ａの実施形態を示したブロック図である。図において、１は被認証者の顔を撮像する撮像装置としてのカメラであって、たとえばＣＣＤ（電荷結合素子）のような撮像素子を備えた電子カメラから構成される。このカメラ１は、車椅子利用者や身長の低い者でない一般の被認証者の顔を撮像するためのカメラである。２は後述する携帯端末との間で無線通信を行う送受信部であって、本発明における受信手段を構成する。３は送受信部２に設けられたアンテナである。４は被認証者の接近を検知する人間検知部であって、本発明における検知手段を構成し、たとえば反射型の光電センサから構成される。５は後述するランダムパターンや判定結果を表示する表示部であって、本発明における表示手段を構成し、たとえば複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）を平面状に並べたＬＥＤアレイから構成される。６は照合や判定等の処理を行う制御部であって、ＣＰＵを備えたコンピュータから構成される。７はＲＯＭやＲＡＭなどのメモリから構成される記憶部であって、本発明における記憶手段を構成し、制御部６が実行するプログラムや、登録者の顔画像データ（顔の特徴量）などがあらかじめ記憶されている。
【００１７】
制御部６において、８〜１５はＣＰＵにより実現される機能のブロックを表している。８は画像取得部であって、カメラ１で撮像された画像を取り込んで画像データを取得するとともに、送受信部２が携帯端末から受信したランダムパターンの画像を取り込んで画像データを取得する。９は顔検出部であって、画像取得部８でカメラ１より取得した撮像画像から顔を検出する。この顔の検出には、たとえば肌色検出による方法、背景画像との差分を抽出する方法、パターンマッチングから顔らしさを抽出する方法など、公知の方法が用いられる。１０は特徴量抽出部であって、顔検出部９で得られた顔画像から顔の特徴量、すなわち目、鼻、口、耳などの各部位の形状や位置に関する特徴量を抽出する。特徴量の抽出は、たとえば各部位の濃淡画像からテンプレートマッチングにより特徴量を抽出する公知の方法を用いて行われる。１１は顔照合部であって、本発明における第１の照合手段を構成し、特徴量抽出部１０で抽出された被認証者の顔の特徴量と、記憶部７に記憶されている登録者の顔の特徴量とを照合する。具体的には、それぞれの顔の特徴量を比較して類似度を算出し、この類似度があらかじめ定められた閾値以上であるか否かを判別して、閾値以上であれば両顔画像は一致すると判断し、閾値以上でなければ両顔画像は一致しないと判断する。
【００１８】
１２はパターン検出部であって、画像取得部８で送受信部２より取得した撮像画像からランダムパターンを検出する。１３はパターン生成部であって、本発明におけるパターン生成手段を構成し、視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターン（図３参照）を生成する。１４はパターン照合部であって、本発明における第２の照合手段を構成し、パターン検出部１２で検出されたランダムパターンと、パターン生成部１３が生成したランダムパターンとを照合して、両パターンが一致するか否かを判別する。１５は判定部であって、顔照合部１１での照合結果とパターン照合部１４での照合結果とに基づいて、個人認証を行う。具体的には、双方の照合結果がいずれも正常な場合は、被認証者が登録者であると判定し、双方の照合結果の少なくとも一方が正常でない場合は、被認証者が登録者でないと判定する。
【００１９】
図２は、上記のような構成からなる個人認証装置Ａの設置例を示した図である。個人認証装置Ａは、特定の者のみが入室を許可されている部屋の入口に設置されている。１、３、５はそれぞれ前述したカメラ、アンテナ、表示部である。図１３の場合と同様に、個人認証装置Ａは一般人の背丈に合わせた位置に取り付けられているので、カメラ１が撮像するのは、車椅子利用者や身長の低い者でない一般の被認証者の顔である。なお、人間検知部４はここでは図示していないが、入口付近の適当な場所に設置される。たとえば、天井に人間検知部４を設けてもよい。２０は部屋の入口のドア、２１はドア２０を開放するためのノブである。常時はドア２０が施錠されており、ノブ２１を操作して入室することができないようになっている。
【００２０】
図３は、表示部５に表示されるランダムパターンの例を示した図である。前述のように、表示部５は、複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイ５ａから構成され、図３の黒丸は発光しているＬＥＤを表している。また、パターン生成部１３において生成されるランダムパターンは、時間ととともに不規則に変化するパターンであって、そのパターンに応じてＬＥＤが発光することにより、表示部５には数秒間隔で異なったパターンが表示される。たとえば、図３（ａ）のようなパターンが表示されてから数秒が経過すると、パターンは図３（ｂ）のように変化し、その後さらに数秒が経過すると、パターンは図３（ｃ）のように変化する。以降も同様にして、表示部５に表示されるパターンは、数秒間隔で不規則に変化する。
【００２１】
図４は、本発明に係る携帯端末３０の実施形態を示したブロック図である。本実施形態では、携帯端末３０はカメラ付携帯電話機から構成される。図において、３１はＣＣＤのような撮像素子を備えた電子カメラからなるカメラであって、本発明における入力手段および撮像手段を構成し、被認証者の顔を撮像するとともに、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンを撮像する。３２は操作部であって、各種のキーから構成される。３３は表示部であって、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）から構成される。３４は送受信部であって、本発明における送信手段を構成し、カメラ３１が撮像した顔やランダムパターンの画像を個人認証装置Ａの送受信部２へ無線で送信する。３５は送受信部３４に設けられたアンテナである。３６は音声入力部であって、通話時に音声を入力するマイクから構成される。３７は音声出力部であって、通話時や着信時に音声を出力するスピーカから構成される。３８はＲＯＭやＲＡＭなどから構成されるメモリであって、このメモリ３８には本発明に係る個人認証用プログラムＰが格納されている。３９はコンピュータを構成する制御手段としてのＣＰＵであって、携帯端末３０の全体の制御を行う。
【００２２】
以上述べた携帯端末３０と個人認証装置Ａとによって、本発明に係る個人認証システムが構成される。
【００２３】
次に、上記のような個人認証システムにおける認証の手順について説明する。ここでは、車椅子利用者が携帯端末３０を用いて図２の個人認証装置Ａへアクセスを行う場合を例にとって、概略手順をまず説明する。最初に、図５に示したように、車椅子４２に乗って個人認証装置Ａの設置場所付近まで来た車椅子利用者４１（被認証者）は、携帯端末３０に付いているカメラ３１により自分の顔を撮像する。なお、顔画像は、個人認証装置Ａの設置場所から離れた場所において前もって撮像しておいてもよい。次に、車椅子利用者４１は、携帯端末３０の操作部３２を操作して、図６に示したように、撮像した顔の画像をアンテナ３５から個人認証装置Ａへ送信する。個人認証装置Ａが携帯端末３０から顔の画像を受信すると、表示部５にランダムパターンが表示されるので、車椅子利用者４１は続いて図７に示したように、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンを、携帯端末３０のカメラ３１で撮像する。撮像が終了すると、図８に示したように、ランダムパターンの画像がアンテナ３５から個人認証装置Ａへ自動的に送信される。
【００２４】
個人認証装置Ａでは、送受信部２がアンテナ３を介して携帯端末３０から送信された顔の画像を受信し、これに続いてランダムパターンの画像を受信する。受信した顔の画像は、画像取得部８を経て顔検出部９へ送られて顔が検出され、特徴量抽出部１０で顔の特徴量が抽出される。顔照合部１１は、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている特徴量とから類似度を算出し、類似度が所定の閾値以上であるか否かによって顔の一致・不一致を照合する。一方、受信したランダムパターンの画像は、画像取得部８を経てパターン検出部１２へ送られてパターンが検出される。パターン照合部１４は、検出されたパターンとパターン生成部１３で生成したパターンとを比較して、両パターンが一致するか否かを照合する。そして、判定部１５は、顔照合部１１での照合結果とパターン照合部１４での照合結果がともに正常な場合、すなわち、携帯端末３０から送信された顔画像と記憶部７に登録されている顔画像とが一致し、かつ、携帯端末３０から送信されたパターンとパターン生成部１３が生成したパターンとが一致した場合に、車椅子利用者４１は登録者であると判定し、入口のドア２０の施錠を解除する。これによって、車椅子利用者４１はノブ２１を操作してドア２０を開放し、入室することが可能となる。
【００２５】
次に、携帯端末３０および個人認証装置Ａのそれぞれにおける処理手順の詳細につき説明する。図９は、携帯端末３０での処理手順を示したフローチャートであって、ＣＰＵ３９が実行する個人認証用プログラムＰの制御手順を表している。最初に、操作部３２の操作によって個人認証装置Ａへの送信モードが選択されると（ステップＳ１）、表示部３３にたとえば「顔画像を撮像して下さい」というメッセージが表示され、カメラ３１による顔の撮像が行われる（ステップＳ２、Ｓ３）。撮像された顔の画像は、メモリ３８（図４）の所定領域に一時的に格納される。顔の撮像が終わると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、表示部３３にたとえば「顔画像を送信して下さい」というメッセージが表示され、操作部３２の操作によって、撮像した顔画像が送受信部３４およびアンテナ３５から個人認証装置Ａへ送信される（ステップＳ４）。送信が完了すると、表示部３３にたとえば「パターンを撮像して下さい」というメッセージが表示され、個人認証装置Ａの表示部５に表示されたランダムパターンがカメラ３１により撮像される（ステップＳ５、Ｓ６）。撮像されたパターンの画像は、メモリ３８の所定領域に一時的に格納される。ランダムパターンの撮像が終わると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、表示部３３にたとえば「パターン画像を送信します」というメッセージが表示され、撮像したランダムパターンが送受信部３４およびアンテナ３５から個人認証装置Ａへ自動的に送信され（ステップＳ７）、一連の手順を終了する。なお、ここでは、操作部３２の操作により顔画像を送信する場合を例に挙げたが、パターン画像と同様に、顔の撮像が終了した時点で顔画像を自動的に送信するようにしてもよい。
【００２６】
図１０は、個人認証装置Ａでの処理手順を示したフローチャートであって、制御部６が実行する制御手順を表している。個人認証装置Ａでは、人間検知部４が人を検知したか否かを常時監視しており（ステップＳ１１）、人を検知すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、人間検知部４からカメラ１に撮像開始信号が送られ、カメラ１が作動して撮像を開始する（ステップＳ１２）。続いて、画像取得部８でカメラ１から顔の画像を取得できたか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００２７】
カメラ１から顔の画像を取得できた場合は（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、そのときの被認証者は車椅子利用者４１ではなく一般人である。この場合は、特徴量抽出部１０において顔の特徴量が抽出され（ステップＳ１４）、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている顔の特徴量とに基づいて、顔照合部１１で類似度が算出され顔照合が行われる（ステップＳ１５、Ｓ１６）。この場合、算出された類似度が所定の閾値以上であれば、照合結果は正常（顔一致）であると判別され（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、類似度が所定の閾値以上でなければ、照合結果は正常ではない（顔不一致）と判別される（ステップＳ１６：ＮＯ）。
【００２８】
判別部１５は、顔照合部１１での照合結果が正常であれば、被認証者が登録者本人であることを認証し（ステップＳ１７）、入室許可の処理を行う（ステップＳ１８）。すなわち、表示部５に図１１（ａ）のような判定結果ＯＫの表示（丸印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室許可の信号が出力され、これによってドア２０の施錠が解除されて、被認証者はノブ２１を操作して入室することができる。一方、顔照合部１１での照合結果が正常でなければ、判別部１５は認証者が登録者本人であることの認証を拒否し（ステップＳ１９）、入室禁止の処理を行う（ステップＳ２０）。すなわち、表示部５に図１１（ｂ）のような判定結果ＮＧの表示（×印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室禁止の信号が出力され、ドア２０の施錠が維持される。このため、被認証者はノブ２１を操作して入室することはできない。なお、図１１は表示の一例であって、これ以外の態様（たとえば文字）で判定結果を表示してもよいことは勿論である。
【００２９】
次に、ステップＳ１３において、カメラ１から顔の画像を取得できない場合は（ステップＳ１３：ＮＯ）、送受信部２から顔の画像を取得できたか否かを判定する（ステップＳ２１）。送受信部２が携帯端末３０から顔の画像を受信しなければ（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ１２に戻ってカメラ１による撮像を継続する。送受信部２が携帯端末３０から顔の画像を受信すれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、そのときの被認証者は車椅子利用者４１であるので、表示部５にランダムパターンを表示させる（ステップＳ２２）。その後、撮像されたランダムパターンの画像が携帯端末３０から送信されてくるのを待ち（ステップＳ２３）、送受信部２がランダムパターンの画像を受信すると（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、受信した画像からパターン検出部１２がランダムパターンを検出し、パターン照合部１４において、検出されたパターンとパターン生成部１３が生成したパターンとが一致するか否かの照合が行われる（ステップＳ２４）。この場合、検出パターンと生成パターンとが一致すれば照合結果は正常と判別され、検出パターンと生成パターンとが一致しなければ照合結果は正常でないと判別される。なお、両パターンが一致するか否かは、受信したパターンが表示部５に現在表示されているパターンと同じか否かによって判定する。あるいは、パターンの撮像に要する時間を考慮して、受信したパターンが、現在からごく短い一定時間（たとえば３０秒間）遡った時点から現在までに表示部５に表示されたパターンと同じか否かによって判定するようにしてもよい。
【００３０】
パターン照合部１４での照合結果が正常であれば（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、表示部５におけるＬＥＤをすべて消灯させてランダムパターンの表示を終了し（ステップＳ２６）、その後、ステップＳ１４以降の顔照合の処理に移行する。ステップＳ１４では、ステップＳ２１で取得した顔画像に対して、特徴量抽出部１０が顔の特徴量を抽出する。そして、抽出された特徴量と記憶部７に記憶されている顔の特徴量とに基づき、顔照合部１１が類似度を算出して顔照合を行う（ステップＳ１５、Ｓ１６）。類似度が所定の閾値以上であれば、照合結果は正常（顔一致）であると判別され（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、類似度が所定の閾値以上でなければ、照合結果は正常ではない（顔不一致）と判別される（ステップＳ１６：ＮＯ）。
【００３１】
判別部１５は、顔照合部１１での照合結果が正常であれば、車椅子利用者４１が登録者本人であることを認証し（ステップＳ１７）、入室許可の処理を行う（ステップＳ１８）。すなわち、表示部５に図１１（ａ）のような判定結果ＯＫの表示（丸印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室許可の信号が出力され、これによってドア２０の施錠が解除されて、車椅子利用者４１はノブ２１を操作して入室することができる。一方、顔照合部１１での照合結果が正常でなければ、判別部１５は車椅子利用者４１が登録者本人であることの認証を拒否し（ステップＳ１９）、入室禁止の処理を行う（ステップＳ２０）。すなわち、表示部５に図１１（ｂ）のような判定結果ＮＧの表示（×印）がされるとともに、判定部１５から判定出力として入室禁止の信号が出力され、ドア２０の施錠が維持される。このため、車椅子利用者４１はノブ２１を操作して入室することはできない。
【００３２】
また、ステップＳ２５において、パターン照合部１４による照合結果が正常でない場合、すなわちパターンが一致しない場合は（ステップＳ２５：ＮＯ）、携帯端末３０で撮影されたランダムパターンが現在表示部５に表示されたものではなく、過去に撮像されたものであると判断し、ステップＳ１９へ移行して認証を拒否する。
【００３３】
このようにして、判定部１５は、顔照合部１１とパターン照合部１４との照合結果に基づいて認証を行い、パターンの照合結果が正常（パターン一致）であって、かつ、顔の照合結果も正常（顔一致）である場合に、被認証者を登録者本人と認証する一方、パターンの照合結果が正常でない場合（パターン不一致）や、顔の照合結果が正常でない場合（顔不一致）は、認証を拒否する。このため、被認証者の顔画像が登録者の顔画像と一致しただけでは、被認証者は本人とは認証されず、表示部５に表示された現在のランダムパターンと、携帯端末３０で撮像されたランダムパターンとが一致して、はじめて被認証者は本人と認証されることになる。
【００３４】
この結果、個人認証装置Ａから離れた場所において、携帯端末３０から本人の顔画像だけを送信してアクセスを行おうとしても、ランダムパターンが送信されないためにパターンの照合結果が正常とはならず、認証は拒否される。また、表示部５のランダムパターンをあらかじめ撮像して携帯端末３０に保存しておき、これを本人の顔画像とともに送信したとしても、そのランダムパターンは、表示部５に現在表示されているパターンではなく、過去に表示されたパターンであるため、やはりパターンの照合結果は正常とはならず、認証は拒否される。
【００３５】
したがって、顔の照合結果が正常の場合に本人と認証されるためには、場所と時刻の同一性、すなわち、個人認証装置Ａの近傍において現在表示されたパターンが撮像されたことが条件となる。こうすることで、個人認証装置Ａから離れた場所で本人が携帯端末３０を遠隔操作して他人を不正に入室させることはできなくなり、セキュリティを高めることができる。
【００３６】
上述した実施形態においては、認証用のバイオメトリクスデータとして顔画像を用いているので、携帯端末３０に付設されているカメラ３１で顔画像を入力することができ、バイオメトリクスデータ入力用の手段を別に設ける必要がなく、カメラ３１によって顔画像とランダムパターンの両方を撮像することができる。また、携帯端末３０として既存のカメラ付携帯電話機を利用することができる。
【００３７】
また、上述した実施形態においては、ランダムパターンが表示される表示部５に判定結果を表示するようにしたので、ランダムパターン表示用の表示部と、判定結果表示用の表示部とを別々に設ける必要がなく、構成が簡略化される。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、表示部５を複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイ５ａから構成しているので、ＬＥＤの点灯によりランダムパターンが明瞭に表示され、携帯端末３０のカメラ３１でランダムパターンを正確に撮像することができる。
【００３９】
図１２は、本発明の他の実施形態を示すフローチャートであって、個人認証装置Ａにおける処理手順の他の例を示したものである。図１２において、図１０と同じステップには同じ符号を付してある。図１０では、送受信部２が携帯端末３０から画像を受信した時点で（ステップＳ２１）、表示部５にランダムパターンを表示したが（ステップＳ２２）、図１２では、人間検知部４が人間を検知して（ステップＳ１１）カメラ１が撮像を開始するのと同時に（ステップＳ１２）、表示部５にランダムパターンを表示するようにしている（ステップＳ１２ａ）。また、これに伴い、カメラ１から顔画像が取得できれば（ステップＳ１３）、その時点でランダムパターンの表示を終了するようにしている（ステップＳ１３ａ）。その他の点については図１０と同じであるので、ここでは説明を省略する。図１０の場合は、ランダムパターンを撮像する前に必ず顔画像を送信する必要があるが、図１２の場合は、先にランダムパターンを撮像し、その後に顔画像を送信することも可能である。
【００４０】
本発明は、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、バイオメトリクスデータとしては上述した顔画像以外に、虹彩や指紋、音声などのデータを用いることができる。この場合は、それぞれのバイオメトリクスデータに対応した入力手段が個人認証装置Ａと携帯端末３０に設けられる。一例として、指紋による照合を利用する場合は、カメラ１、３１に加えて指紋照合機が設けられる。
【００４１】
また、個人認証装置Ａの表示部５は、上述したＬＥＤアレイ５ａに代えて、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）により構成してもよい。この場合、表示部５に表示されるランダムパターンは映像や文字等であってもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、携帯端末３０としてカメラ付携帯電話機を例に挙げたが、本発明の携帯端末は携帯電話機に限らず、バイオメトリクスデータを入力する手段と、ランダムパターンを撮像する手段と、バイオメトリクスデータおよびランダムパターンを送信する手段とを備えた携帯端末であれば、その種類は問わない。また、携帯端末３０と個人認証装置Ａとの間の通信手段としては、上述した無線に限らず、赤外線などを利用したものであってもよい。
【００４３】
さらに、本発明の個人認証装置は、上述したような部屋の入口に設置されるものだけに限らず、特定場所への入場を制限するゲートの入口に設置されるものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ランダムパターンの照合を行うことにより、個人認証装置の近傍においてランダムパターンが撮像された場合にのみ、本人であることが認証されて入室等のアクセスが許可されるので、遠隔からの操作によって本人以外の者に不正なアクセスを許すことは不可能となり、これによってセキュリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る個人認証装置の実施形態を示したブロック図である。
【図２】個人認証装置の設置例を示した図である。
【図３】ランダムパターンの例を示した図である。
【図４】本発明に係る携帯端末の実施形態を示したブロック図である。
【図５】認証の概略手順を説明する図である。
【図６】認証の概略手順を説明する図である。
【図７】認証の概略手順を説明する図である。
【図８】認証の概略手順を説明する図である。
【図９】携帯端末での処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】個人認証装置での処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】判定結果の表示例である。
【図１２】他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】従来例を説明する図である。
【図１４】従来例を説明する図である。
【図１５】従来例を説明する図である。
【図１６】従来例を説明する図である。
【図１７】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 送受信部
４ 人間検知部
５ 表示部
５ａ ＬＥＤアレイ
６ 制御部
７ 記憶部
１１ 顔照合部
１３ パターン生成部
１４ パターン照合部
１５ 判定部
３０ 携帯端末
３１ カメラ
３４ 送受信部
４１ 車椅子利用者（被認証者）
Ａ 個人認証装置
Ｐ 個人認証用プログラム
Claims (10)
- 個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証装置であって、
登録者のバイオメトリクスデータがあらかじめ記憶されている記憶手段と、
視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターンを生成するパターン生成手段と、
前記パターン生成手段で生成されたランダムパターンを表示する表示手段と、
携帯端末において入力された被認証者のバイオメトリクスデータ、および前記携帯端末が撮像した前記表示手段におけるランダムパターンを当該携帯端末から受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した被認証者のバイオメトリクスデータと、前記記憶手段に記憶されている登録者のバイオメトリクスデータとを照合する第１の照合手段と、
前記受信手段が受信したランダムパターンと、前記パターン生成手段が生成したランダムパターンとを照合する第２の照合手段と、
前記第１および第２の照合手段の照合結果がいずれも正常な場合に、被認証者が登録者であると判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする個人認証装置。 - 請求項１に記載の個人認証装置において、
前記バイオメトリクスデータは顔画像であって、
前記受信手段は、前記携帯端末が撮像した顔画像およびランダムパターンを当該携帯端末から受信することを特徴とする個人認証装置。 - 請求項１または請求項２に記載の個人認証装置において、
前記判定手段による判定結果を前記表示手段に表示することを特徴とする個人認証装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の個人認証装置において、
前記表示手段は、複数個のＬＥＤを平面状に並べたＬＥＤアレイからなることを特徴とする個人認証装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の個人認証装置において、
前記表示手段は、前記受信手段が携帯端末からバイオメトリクスデータを受信したことに基づいて前記ランダムパターンを表示することを特徴とする個人認証装置。 - 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の個人認証装置において、
被認証者の接近を検知する検知手段を備え、
前記表示手段は、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記ランダムパターンを表示することを特徴とする個人認証装置。 - 個人のバイオメトリクスデータを用いて本人の認証を行う個人認証装置と、前記個人認証装置へ被認証者のバイオメトリクスデータを送信する携帯端末とからなる個人認証システムであって、
前記個人認証装置は、
登録者のバイオメトリクスデータがあらかじめ記憶されている記憶手段と、
視認可能で時間ととともに不規則に変化するランダムパターンを生成するパターン生成手段と、
前記パターン生成手段で生成されたランダムパターンを表示する表示手段と、
前記携帯端末において入力された被認証者のバイオメトリクスデータ、および前記携帯端末が撮像した前記表示手段におけるランダムパターンを当該携帯端末から受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した被認証者のバイオメトリクスデータと、前記記憶手段に記憶されている登録者のバイオメトリクスデータとを照合する第１の照合手段と、
前記受信手段が受信したランダムパターンと、前記パターン生成手段が生成したランダムパターンとを照合する第２の照合手段と、
前記第１および第２の照合手段の照合結果がいずれも正常な場合に、被認証者が登録者であると判定する判定手段と、を備え、
前記携帯端末は、
被認証者のバイオメトリクスデータが入力される入力手段と、
前記個人認証装置の表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する撮像手段と、
前記入力手段で入力されたバイオメトリクスデータ、および前記撮像手段が撮像したランダムパターンを個人認証装置へ送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする個人認証システム。 - 請求項１に記載の個人認証装置へ被認証者のバイオメトリクスデータを送信する携帯端末であって、
被認証者のバイオメトリクスデータが入力される入力手段と、
前記個人認証装置の表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する撮像手段と、
前記入力手段で入力されたバイオメトリクスデータ、および前記撮像手段が撮像したランダムパターンを個人認証装置へ送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。 - 請求項８に記載の携帯端末において、
当該携帯端末は、前記入力手段および撮像手段を構成するカメラを備えたカメラ付携帯電話機であって、前記カメラで撮像した顔画像とランダムパターンとを前記送信手段から個人認証装置へ送信することを特徴とする携帯端末。 - 請求項８に記載の携帯端末に格納されるプログラムであって、
被認証者のバイオメトリクスデータの入力を受け付ける手順と、
前記入力されたバイオメトリクスデータを個人認証装置へ送信する手順と、
前記表示手段に表示されるランダムパターンを撮像する手順と、
前記撮像されたランダムパターンを個人認証装置へ送信する手順と、
をコンピュータに実行させるための個人認証用プログラム。
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