JP7369651B2 - 認証装置、コンピュータプログラム、および認証システム - Google Patents

Description

本発明は、被認証者を対象物のユーザとして認証する認証処理を行なう認証装置に関連する。本発明は、当該認証装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムにも関連する。本発明は、当該認証装置を含む認証システムにも関連する。

特許文献１は、車両に搭載された撮像装置により取得された被認証者が写り込んだ画像に基づいて、当該被認証者を当該車両のユーザとして認証する認証処理を行なう認証システムを開示している。

国際公開第２００５／０３２８９５号明細書

本発明の目的は、画像に基づいて認証処理を行なう認証システムの利便性を高めることである。

上記の目的を達成するための一態様は、認証装置であって、
被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を受け付ける受付部と、
前記画像情報に基づいて前記被認証者を対象物のユーザとして認証する認証処理を実行する処理部と、
を備えており、
前記処理部は、前記認証処理が成立しなかった場合に、
前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
前記理由を解消する方法を特定し、
通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する。

上記の目的を達成するための一態様は、認証装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
実行されることにより、前記認証装置は、
被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を受け付け、
前記画像情報に基づいて前記被認証者を対象物のユーザとして認証する認証処理を実行し、
前記認証処理が成立しなかった場合に前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
前記理由を解消する方法を特定し、
通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する。

上記の目的を達成するための一態様は、認証システムであって、
被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を出力する撮像装置と、
前記画像情報に基づいて前記被認証者を対象物のユーザとして認証する認証処理を実行する認証装置と、
通知装置と、
を備えており、
前記認証装置は、前記認証処理が成立しなかった場合に、
前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
前記理由を解消する方法を特定し、
前記通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する。

上記の各態様に係る構成によれば、被認証者は、通知装置を通じてなされる通知にしたがって行動することにより、認証処理が成功する可能性を高めることができる。これにより、認証処理が成立しなかった理由を被認証者が考え、当該理由を解消するための方法を試行錯誤する手間と時間の必要性を低減できる。したがって、画像に基づいて認証処理を行なう認証システムの利便性を高めることができる。

一実施形態に係る認証システムの機能構成を例示している。 図１の認証システムが適用される車両を例示している。 図１の認証システムの動作を例示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。図１は、一実施形態に係る認証システム１０の機能構成を例示している。認証システム１０は、図２に例示される被認証者２０を車両３０のユーザとして認証する認証処理を実行するためのシステムである。車両３０は、対象物の一例である。

図１に例示されるように、認証システム１０は、撮像装置１１を含んでいる。撮像装置１１は、車両３０における適宜の位置に搭載される。撮像装置１１は、被認証者２０が写り込んだ画像を取得し、当該画像に対応する画像情報Ｉを出力するように構成されている。画像情報Ｉは、アナログデータの形態でもよいし、デジタルデータの形態でもよい。撮像装置１１は、出力装置の一例である。

認証システム１０は、認証装置１２を含んでいる。認証装置１２は、受付部１２１と処理部１２２を備えている。受付部１２１は、撮像装置１１から画像情報Ｉを受け付けるように構成されている。画像情報Ｉがアナログデータの形態である場合、受付部１２１は、Ａ／Ｄコンバータを含む適宜の変換回路を含みうる。処理部１２２は、デジタルデータの形態である画像情報Ｉを処理の対象とする。

処理部１２２は、画像情報Ｉに基づいて認証処理を実行するように構成されている。具体的には、処理部１２２は、不図示の記憶部に予め保存されている被認証者２０の画像情報と画像情報Ｉを比較し、両者の一致度を取得する。一致度が規定された閾値を上回る場合、処理部１２２は、画像情報Ｉに基づく認証処理を成立させる。

例えば、顔認証処理が実行されうる。この場合、処理部１２２は、被認証者２０の顔が写り込んだ画像に対応する画像情報Ｉと、不図示の記憶部に予め保存されている被認証者２０の顔画像情報とを比較し、両者の一致度を取得する。一致度が規定された閾値を上回る場合、処理部１２２は、画像情報Ｉに基づく顔認証処理を成立させる。

顔認証に加えてあるいは代えて、ジェスチャ認証処理が実行されうる。この場合、画像情報Ｉに対して骨格モデルを適用する処理が行なわれる。骨格モデルを適用する処理においては、当該骨格モデルにおいて規定された複数の特徴点を撮像装置１１により取得された画像に写り込んだ被認証者２０において検出し、当該複数の特徴点同士を当該骨格モデルにおいて規定された複数の骨格線で接続する。処理部１２２は、画像情報Ｉより得られる骨格モデルの動きと、不図示の記憶部に予め保存されている骨格モデルの動きとを比較し、両者の一致度を取得する。一致度が規定された閾値を上回る場合、処理部１２２は、画像情報Ｉに基づくジェスチャ認証処理を成立させる。

認証装置１２は、出力部１２３を備えている。処理部１２２は、画像情報Ｉに基づく認証処理が成立すると、出力部１２３を通じて制御情報Ｃを出力するように構成されている。制御情報Ｃは、デジタルデータの形態でもよいし、アナログデータの形態でもよい。制御情報Ｃがアナログデータの形態である場合、出力部１２３は、Ｄ／Ａコンバータを含む適宜の変換回路を含みうる。

認証システム１０は、制御装置１３を含んでいる。制御装置１３は、車両３０に搭載されている。制御装置１３は、認証装置１２から出力された制御情報Ｃに基づいて、車両３０に搭載された被制御装置４０の動作を制御するように構成されている。被制御装置４０の例としては、ドアや窓などの開閉体の施錠装置、当該開閉体の開閉装置、エンジン、空調装置、照明装置、音響映像装置、座席位置の調節装置などが挙げられる。

処理部１２２は、認証処理が成立しなかった場合に、当該認証処理が成立しなかった理由を特定し、その理由を解消する方法を特定し、その方法を通知する通知情報Ｎを出力部１２３から出力するように構成されている。通知情報Ｎは、デジタルデータの形態でもよいし、アナログデータの形態でもよい。通知情報Ｎがアナログデータの形態である場合、出力部１２３は、Ｄ／Ａコンバータを含む適宜の変換回路を含みうる。

認証システム１０は、通知装置１４を含んでいる。通知装置１４は、通知情報Ｎに基づいて、認証処理が成立しなかった理由を解消する方法を被認証者２０に通知するように構成されている。通知は、視覚的報知、聴覚的報知、および触覚的報知の少なくとも一つを用いてなされる。

図３を参照しつつ、上記のように構成された処理部１２２により実行される処理の一例について説明する。

処理部１２２は、被認証者２０が写り込んだ画像に対応する画像情報Ｉを、撮像装置１１から受付部１２１を通じて受け付けると（ＳＴＥＰ１）、画像情報Ｉに基づく認証処理を実行する（ＳＴＥＰ２）。

続いて、処理部１２２は、認証処理が成立したかを判断する（ＳＴＥＰ３）。前述の通り、認証処理が成立したと判断されると（ＳＴＥＰ３においてＹＥＳ）、制御装置１３による被制御装置４０の動作制御が許可される（ＳＴＥＰ４）。

認証処理が成立しなかったと判断されると（ＳＴＥＰ３においてＮＯ）、処理部１２２は、認証処理が成立しなかった理由を特定する処理を実行する（ＳＴＥＰ５）。さらに、処理部１２２は、特定された理由を解消する方法を特定する処理を実行する（ＳＴＥＰ６）。続いて、処理部１２２は、特定された方法を通知装置１４に通知させる通知情報Ｎを、出力部１２３から出力する（ＳＴＥＰ７）。

例えば、処理部１２２は、車両３０に搭載された通知装置１４としての不図示のスピーカに「認証に失敗しました。再認証のためにＸＸＸしてください。」という案内メッセージを出力させる通知情報Ｎを出力する。あるいは、処理部１２２は、図２に例示される通知装置１４としてのモバイル装置５０の表示部５１に同様のメッセージを表示させる通知情報Ｎを、モバイル装置５０へ無線送信しうる。モバイル装置５０は、被認証者２０による携帯が可能である。モバイル装置５０の例としては、汎用のスマートフォンや、専用のスマートキーなどが挙げられる。

上記メッセージにおける「ＸＸＸ」の部分には、認証処理が成立しない理由を解消するために被認証者２０がとるべき行動が示される。認証処理が成立しえない理由の例を以下に列挙する。

・被認証者２０の顔の向きが適切でない。
・帽子、サングラス、マスクなどの着用により被認証者２０の顔を認識できない。
・被認証者２０と撮像装置１１の間の距離が適切でない。
・被認証者２０の姿勢が適切でない。

例えば、予め登録されている被認証者２０の顔の形状に対応するテンプレートに対する画像情報Ｉに対応する画像に写り込んだ被認証者２０の顔の形状の合致度に基づいて顔認証処理がなされる構成の場合、画像情報Ｉに係る被認証者２０の顔画像の当該テンプレートからのずれ量とずれ方向が特定されうる。特定されたずれ量とずれ方向は、被認証者２０の顔の向きが適切でないことの原因となりうる。

例えば、画像情報Ｉに対応する画像に写り込んだ被認証者２０において顔の各部に対応する複数の特徴点が検出され、当該複数の特徴点に基づいて顔認証処理がなされる構成の場合、いずれの特徴点が検出できなかったのかが特定されうる。検出されなかった特徴点は、被認証者２０の顔の向きが適切でないことの原因となりうる。

したがって、顔画像とテンプレートのずれを解消可能な方向へ被認証者２０に顔の向きを変更させることが、認証処理が成立しない理由を解消する方法となりうる。同様に、検出されなかった特徴点が検出されうる方向へ被認証者２０に顔の向きを変更させることが、認証処理が成立しない理由を解消する方法となりうる。例えば、処理部１２２は、「もう少し顔を左に向けて下さい」という通知を行なうための通知情報Ｎを生成しうる。

同様に、画像情報Ｉに対応する画像に写り込んだ被認証者２０において身体の各部に対応する複数の特徴点が検出され、当該複数の特徴点に基づいてジェスチャ認証処理がなされる構成の場合、骨格モデルの適用に際していずれの特徴点が不足していたのかが特定されうる。特徴点の不足は、被認証者２０の姿勢が適切でないことの原因となりうる。

この場合、骨格モデルが適用されるために必要な特徴点が検出可能となるように、被認証者２０に姿勢を変更させることが、認証処理が成立しない理由を解消する方法となりうる。例えば、処理部１２２は、「もう少し右腕を高く上げてください」という通知を行なうための通知情報Ｎを生成しうる。

テンプレートとの不合致や特徴点の不足は、帽子、サングラス、マスクなどによって顔の一部が覆われることによっても生じうる。画像情報Ｉに対応する画像にこれらの物品が写り込んでいる事実や、必要な特徴点が何らかの物体により覆われている事実は、認証処理が成立しない理由となりうる。これらの事実は、周知の画像認識技術により特定されうる。

この場合、テンプレートとの合致や不足特徴点の検出が可能となるように、被認証者２０に障害物を取り外させることが、認証処理が成立しない理由を解消する方法となりうる。例えば、処理部１２２は、「マスクを外してください」という通知を行なうための通知情報Ｎを生成しうる。

テンプレートとの不合致や特徴点の不足は、被認証者２０と撮像装置１１の間の距離が適切でないことによっても生じうる。当該事実は、画像情報Ｉに対応する画像に写り込んだ被認証者２０の大きさ（画素数）に基づいて判断されうる。

この場合、テンプレートとの合致や不足特徴点の検出が可能となるように、撮像装置１１との間の距離を被認証者２０に適正化させることが、認証処理が成立しない理由を解消する方法となりうる。例えば、処理部１２２は、「もう少し離れてください」という通知を行なうための通知情報Ｎを生成しうる。

上記のような構成によれば、被認証者２０は、通知装置１４を通じてなされる通知にしたがって行動することにより、認証処理が成功する可能性を高めることができる。これにより、認証処理が成立しなかった理由を被認証者２０が考え、当該理由を解消するための方法を試行錯誤する手間と時間の必要性を低減できる。したがって、画像に基づいて認証処理を行なう認証システム１０の利便性を高めることができる。

図４に例示されるように、処理部１２２は、認証が成立しなかった理由を特定する処理（ＳＴＥＰ５）の結果として、理由を特定できたかを判断しうる（ＳＴＥＰ８）。理由を特定できた場合（ＳＴＥＰ８においてＹＥＳ）、処理はＳＴＥＰ６に進み、前述の通り当該理由を解消するための方法を特定する処理が行なわれる。

認証が成立しなかった理由を特定できなかった場合（ＳＴＥＰ８においてＮＯ）、処理部１２２は、画像の再提供のみを要求する処理を実行する（ＳＴＥＰ９）。具体的には、「もう一度お願いします」という通知を通知装置１４に行なわせる通知情報Ｎを生成する。当該通知を受け取った被認証者２０は、顔写真の撮影やジェスチャの入力を再度行なう。

認証が成立しない理由の全てを網羅的に特定可能にしようとすると、処理の複雑化が避けられない。上記のような構成によれば、認証が成立しない理由の特定を追求するのではなく、単に同じ動作を被認証者２０に繰り返させるという処理で当該理由の解消を図ることができる。したがって、システムの複雑化を抑制できるだけでなく、認証が成立しない理由を解消するための方法が被認証者２０に何も提示されないといった事態を回避することができる。

これまで説明した各機能を有する処理部１２２は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した処理を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。ＲＯＭは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。プロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたコンピュータプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。上記のコンピュータプログラムは、汎用メモリにプリインストールされてもよいし、通信ネットワークを介して外部サーバからダウンロードされて汎用メモリにインストールされてもよい。この場合、外部サーバは、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。

処理部１２２は、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの上記のコンピュータプログラムを実行可能な専用集積回路によって実現されてもよい。この場合、当該専用集積回路に含まれる記憶素子に上記のコンピュータプログラムがプリインストールされる。当該記憶素子は、コンピュータプログラムを記憶している記憶媒体の一例である。処理部１２２は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによっても実現されうる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

上記の実施形態においては、撮像装置１１は、車両３０に搭載されている。しかしながら、撮像装置１１は、図２に例示される被認証者２０による携帯が可能なモバイル装置５０に搭載されてもよい。この場合、画像情報Ｉは、適宜の規格に基づく無線通信により認証装置１２へ送信される。規格の例としては、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、ＬＴＥ、５Ｇなどが挙げられる。

認証装置１２は、車両３０に搭載されてもよいし、適宜の規格に基づく無線通信ネットワークを介して車両３０と通信可能な外部装置として提供されてもよい。認証装置１２が車両３０に搭載される場合、認証装置１２による認証処理と制御装置１３による制御処理は、共通の装置あるいは素子によって行なわれてもよい。認証装置１２が無線通信ネットワークを介して車両３０と通信可能な外部装置として提供される場合、撮像装置１１から出力された画像情報Ｉが、無線通信ネットワークを介して認証装置１２に送信される。処理部１２２による認証処理の結果として出力されうる制御情報Ｃと通知情報Ｎは、それぞれ当該無線通信ネットワークを介して制御装置１３と通知装置１４へ送信される。

認証システム１０は、車両３０以外の移動体にも適用されうる。他の移動体の例としては、鉄道、航空機、船舶などが挙げられる。移動体は、運転者を必要としなくてもよい。

認証システム１０は、移動体以外の対象物にも適用されうる。他の対象物の例としては、住宅、商業施設、校舎、社屋、工場、研究施設などが挙げられる。

１０：認証システム、１１：撮像装置、１２：認証装置、１２１：受付部、１２２：処理部、１３：制御装置、１４：通知装置、２０：被認証者、３０：車両、４０：被制御装置、５０：モバイル装置、５１：表示部、Ｉ：画像情報

Claims (5)

1. 移動体に搭載された撮像装置から被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を受け付ける受付部と、
   前記画像情報に基づいて前記被認証者を前記移動体のユーザとして認証する認証処理を実行する処理部と、
   を備えており、
   前記処理部は、前記認証処理が成立しなかった場合に、
   前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
   前記理由を解消する方法を特定し、
   前記被認証者に携帯が可能であるモバイル装置に搭載された通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する、
   認証装置。
2. 前記理由が特定できなかった場合、前記処理部は、前記通知装置を介して前記画像の再提供の要求のみを通知する、
   請求項１に記載の認証装置。
3. 前記移動体に搭載されるように構成されている、
   請求項１または２に記載の認証装置。
4. 認証装置の処理部により実行可能なコンピュータプログラムであって、
   実行されることにより、前記認証装置は、
   移動体に搭載された撮像装置から被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を受け付け、
   前記画像情報に基づいて前記被認証者を前記移動体のユーザとして認証する認証処理を実行し、
   前記認証処理が成立しなかった場合に前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
   前記理由を解消する方法を特定し、
   前記被認証者に携帯が可能であるモバイル装置に搭載された通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する、
   コンピュータプログラム。
5. 移動体に搭載されており、被認証者が写り込んだ画像に対応する画像情報を出力する撮像装置と、
   前記画像情報に基づいて前記被認証者を前記移動体のユーザとして認証する認証処理を実行する認証装置と、
   前記被認証者に携帯が可能であるモバイル装置に搭載された通知装置と、
   を備えており、
   前記認証装置は、前記認証処理が成立しなかった場合に、
   前記認証処理が成立しなかった理由を特定し、
   前記理由を解消する方法を特定し、
   前記通知装置を介して前記被認証者に前記方法を通知する、
   認証システム。

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