JP2006093934A - カメラ付き携帯電話端末及びその認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ付き携帯電話端末を、その都度の利用者が、予め登録された正規な利用者であることを確実に認証する。
【解決手段】携帯電話端末１０の利用者（被認証者）は、電源をオンし、カメラ１で顔を撮影する。カメラ１は、撮影した画像情報を顔認証システム４と虹彩認証システム３へ渡す。顔認証システム４と虹彩認証システム３は、登録してあるものと一致しているかどうかそれぞれ判定する。類似度が所定値以上だった場合、マイク２に所定の言葉を利用者（被認証者）に発声させる。類似度が所定値以上でない場合には、携帯電話端末１０のダイアルロックの解除はされない。次に、声紋認証システム５は、被認証者の声紋が登録使用者の声紋と一致しているかどうか判定する。同様に類似度が所定値以上の場合のみ、待ち受け画面へ遷移し、発着信など携帯電話端末１０の各種機能が使えるようになる。上記認証順序は任意に設定することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、認証精度を改善したカメラ付き携帯電話端末の正規利用者を認証するカメラ付き携帯電話端末及びその認証方法に関する。

携帯電話端末には、発着信、その履歴、電話帳、送受信メール、各種設定、ツール、ブラウザ、ゲーム機能等の機能が備えられ、待ち受け画面以外のこれらの機能が第三者に不正利用されることを防止するため、暗証番号を設定しておき、設定された暗証番号が入力されたとき以外は、待ち受け画面からの遷移（上記機能操作可能状態）を不可能とする機能を付加したものが一般的になっている。したがって、設定暗証番号が入力されない限り、待ち受け画面から遷移できず（ロックされ）、電話帳はもちろん送受信メール、発信機能が利用できないようにされている。

しかし、携帯電話端末購入時に設定されている初期設定での暗証番号は主に「００００」であり、ユーザの中で暗証番号が変更できることを知らない人や知っていても面倒であるため変更せずにもそのまま使用している人も少なくない。したがって、暗証番号でロックがかかっていても、当該携帯電話端末を手にした他人が暗証番号「００００」を入力するとロックが解除されて携帯電話端末を勝手に利用されてしまうことになる。また、「００００」ではなく、ユーザによって暗証番号が設定されたとしても、一旦暗証番号が知られてしまえば、簡単に他人に利用され、個人情報が知られてしまう可能性がある。

そのため、暗証番号によるロック機能以外に、携帯電話端末の使用をロックするような種々の対策が講じられている。正当な利用者をより確実に認証可能とするためには、生体認証（バイオメトリクス）が有効である。

特許文献１には、予め認証用サーバに正面顔データを登録しておき、移動通信端末から回線接続要求があったときに、交換機は移動通信端末を所持している利用者の正面顔データを送信させ、両正面顔データが一致している場合にのみ回線接続するようにした認証方法が開示されている。
特許文献２には、認証を虹彩を用いて行う際、電源投入から認証開始まで及び認証開始から終了までの不要な電源供給を、電源投入後、認証終了までは認証回路のみに電源を供給するようにした携帯電話機が開示されている。
特許文献３には、認証サーバに顔写真データ等を登録しておき、携帯電話機所有者の顔写真画像データをサーバに送信し、サーバ側で両データを照合して認証する携帯通信端末用認証装置が開示されている。
特許文献４には、顔画像とランダムパターンの照合により認証を行う個人認証装置が開示されている。

特開２０００−２３２６８０号公報（図１、第４頁） 特開２００３−１１０６９５号公報（図１、第５頁） 特開２００４− ２１８７０号公報（図１、第３頁） 特開２００４−１６４０４０号公報（図１、第５〜６頁）

しかしながら、上述した従来の認証技術は、サーバ側での認証であったり、認証対象が限定的であるため、正規な利用者の高精度な認証はできない。

そこで、本発明の目的は、正規に登録された利用者であることをより確実に認証可能とし、セキュリティの強化、プライバシーの保護をより確実にするカメラ付き携帯電話端末を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明によるカメラ付き携帯電話端末及びその認証方法は、以下のような特徴的な構成を採用している。

（１）正規利用者の認証機能を有するカメラ付き携帯電話端末において、正規登録者の顔情報、虹彩情報及び声紋情報が内蔵メモリに記憶され、前記カメラにより撮影され、取得された利用者の顔情報と虹彩情報及びマイクにより取得された声紋情報を、前記記憶されている正規登録者の顔情報と虹彩情報及び声紋情報と比較して、顔認証、虹彩認証及び声紋認証を行い、すべての認証で正規の登録者であると判断されたとき、すなわち認証ＯＫであるときにのみ前記携帯電話端末の使用を許可するカメラ付き携帯電話端末。

（２）前記認証は、前記顔認証と虹彩認証を実行し、いずれの認証もＯＫであるときのみ、前記声紋認証を行う上記（１）のカメラ付き携帯電話端末。

（３）前記顔認証と虹彩認証がいずれもＯＫであるとき、所定の音声の発声を促す上記（２）のカメラ付き携帯電話端末。

（４）前記すべての認証がＯＫであるとき、待受画面にされる上記（１）のカメラ付き携帯電話端末。

（５）前記携帯電話端末の起動時には、利用者の顔と瞳を撮影するような指示情報が画面表示される上記（１）乃至（４）のいずれかのカメラ付き携帯電話端末。

（６）前記いずれかの認証がＯＫでないときには、エラーメッセージを表示し、または警告音を発生させる上記（１）乃至（５）のいずれかカメラ付き携帯電話端末。

（７）前記いずれかの認証がＯＫでないときには、電源をオフし、すべての処理を終了させる上記（１）乃至（６）のいずれかのカメラ付き携帯電話端末。

（８）利用者の指紋データを前記カメラのマクロ撮影機能で撮影し、得られた指紋データに基づく認証を更に備える上記（１）乃至（７）のいずれかのカメラ付き携帯電話端末。

（９）カメラ付き携帯電話端末の正規利用者の認証方法において、前記カメラにより撮影され、取得された利用者の顔情報と虹彩情報及びマイクにより取得された声紋情報を、予め登録されている正規登録者の顔情報と虹彩情報及び声紋情報と比較して、顔認証、虹彩認証及び声紋認証を行い、すべての認証で正規の登録者であると判断されたときのみ前記携帯電話端末の使用を許可する認証方法。

（１０）前記認証は、前記顔認証と虹彩認証を実行し、いずれの認証もＯＫでありときのみ、所定の音声の発声を促し、利用者の発声をマイクで電気信号に変換し、得られた音声信号から声紋情報を抽出し、抽出された声紋情報に基づいて前記声紋認証を実行する上記（９）の認証方法。

（１１）前記携帯電話端末の起動時には、利用者の顔と瞳を撮影するような指示情報が画面表示される上記（９）又は（１０）の認証方法。

（１２）前記いずれかの認証がＯＫでないときには、エラーメッセージを表示し、または警告音を発生させる上記（９）乃至（１１）の認証方法。

本発明によれば、人間の生体的特徴である顔、瞳の虹彩の模様及び声紋情報をパラメータとして、予め登録されている正規利用者の上記パラメータと、携帯電話端末に付属するカメラやマイクで取得した利用者の上記パラメータとを比較することにより、上記利用者が正規利用者であるか否かを認証し、これら認証のすべてがＯＫであるときのみ携帯電話端末の利用を許可状態としているので、第３者による使用は禁止され、無断使用や個人情報の流出を防止できる。

図１は本発明によるカメラ付き携帯電話端末及びその認証方法の一実施例を示す構成ブロック図である。

本実施形態のカメラ付き携帯電話端末１０は、カメラ１、マイク（マイクロフォン）２、虹彩認証部３、顔認証部４、声紋認証部５、及び登録使用者の生体情報（顔情報、虹彩情報、声紋情報等）を格納するメモリ（図示しない）を含んで構成されている。この携帯電話端末１０は、無線を利用した持ち運び可能な電話機であり、ＨｉＣＡＰ、ＴＡＣステップＳ、ＰＤＣ、ＣＤＭＡ、ＰＨステップＳなどの方式の端末を用いることができる。

携帯電話端末１０に内蔵されるメモリ（好ましくは不揮発性半導体メモリ）には、正規な利用者の生体情報としての顔情報、虹彩情報、声紋情報等が予め格納されている。

カメラ（例えば、デジタルカメラ）１は、ＣＣＤなどの撮像素子により動画又は静止画の送画像情報を取得し、携帯電話端末１０を使用しようとする利用者の顔や虹彩情報（生体情報として）を、その都度、取得する。

マイクロフォン２は、携帯電話端末１０における利用者の音声情報（データ）取得用であり、取得された音声データは、声紋に変換される。

顔認証部４は、カメラ１で取得した顔情報から抽出した利用者の顔の特徴（例えば、骨格、眼、眉毛、鼻、口のそれぞれの形状、これらの位置関係）を、内蔵メモリに格納されている正規利用者の顔の特徴（顔情報）との比較による認証を実行する。

虹彩認証部３は、同様に、カメラ１で取得した顔情報のうち虹彩情報と、内蔵メモリに格納されている正規利用者の虹彩顔情報との比較による認証を実行する。ここで、虹彩は、眼球の角膜と水晶体との間にあり、中心に瞳孔を持つ円盤状の組織であるが、瞳孔を絞るため放射状の筋肉を有する。この放射状筋肉のパターンが生体認証の基礎とされる。

声紋認証部５は、マイクロフォン２で取得した利用者の音声から抽出した声紋情報と、内蔵メモリに格納されている正規利用者の虹彩顔情報との比較による認証を実行する。ここで、声紋は予め定められた特定の言葉（例えば「かぶとむし」）に対して取得される。

次に、本発明による認証システムの動作を説明する。

先ず、携帯電話端末１０を利用しようとする者（被認証者）は、携帯電話端末１０の電源をオンとし、カメラ１で自己の顔を撮影する。撮影された画像情報は、顔認証部４と虹彩認証部３に供給される。

顔認証部４では、上述の如く、カメラ１で取得した顔情報（顔の特徴）を、内蔵メモリに格納されている正規利用者の顔情報と比較し、両情報の一致する割合（類似度）が一定基準以上（例えば、８０％以上）であったときに正規利用者であると判断する。

虹彩認証部３も、同様に、カメラ１で取得した虹彩情報と、内蔵メモリに格納されている正規利用者の虹彩顔情報とを比較し、両情報の一致する割合（類似度）が一定基準以上（例えば、８０％以上）であったときに正規利用者であると判断する。

声紋認証部５は、利用者の声紋情報と、内蔵メモリに格納されている正規利用者の虹彩顔情報とを比較し、両情報の一致する割合（類似度）が一定基準以上（例えば、８０％以上）であったときに正規利用者であると判断する。

カメラ１により取得した顔や虹彩情報に基づく顔認証と虹彩認証により正規利用者であると判断されると、マイクロフォン２により利用者の音声の声紋情報に基づく声紋認証が実行される。なお、上記認証の順序は、任意であり、上記説明に限定されない。

上記３つの認証がすべてＯＫであると判断されると、待ち受け画面へ遷移し、発着信、メールの送受信、各種機能が使えるようになる。一方、上記認証がＯＫでないとき（例えば、いずれかの認証で類似度が８０％未満であるとき）、携帯電話端末１０のダイアルロックの解除はできず、各種機能は実行できない。

次に、本発明によるカメラ付き携帯電話端末を図２のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、ステップＳ１０において、携帯電話端末１０は、その画面に、「瞳を撮影してください」という旨のメッセージを表示させる。このとき、カメラ以外の機能は使えないようになっている。

次に、カメラ１０で瞳（虹彩）と顔を撮影して内蔵メモリに格納する（ステップＳ２０）。なお、撮影順や撮影距離などは予めプログラムしておき、画像データフレームを格納するメモリ領域を確定するとよい。続いて、カメラ１で撮影した画像データは顔認証部４と虹彩認証部３に供給される（ステップＳ３０）。

顔認証部４は、カメラ１で取得された顔情報と、内蔵メモリに予め格納されている正規利用者の顔情報とを比較し、両情報の類似度が所定値（例えば８０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。

ここで、ステップＳ４０において、上述した類似度が８０％以上であるときは、ステップＳ４１に進み、両者が一致している旨を告知。

ステップＳ４０において、類似度が８０％以上ではないと判定されたときは、ステップＳ４２に進み、両者が一致していない旨を告知した後、ステップＳ４３に進んで、エラーメッセージを携帯電話端末１０の画面に表示する。この表示後に、携帯電話端末１０の電源をオフし、すべての処理を終了する。

ステップＳ４１に続いて、虹彩認証部３は、カメラ１からの顔情報から抽出した虹彩情報を、内蔵メモリに格納されている虹彩情報とを比較し、類似度が所定値（例えば、８０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。

ステップＳ５０において、類似度が８０％以上であると判定されたときは、ステップＳ５１に進み、両者が一致している旨を告知する。一方、ステップＳ５０において、類似度が８０％以上ではないと判定されたときは、ステップＳ５２に進み、両者が一致していない旨を告知し、さらにステップＳ４３に進んで、エラーメッセージを携帯電話端末１０の画面に表示したり、警告音を発生させてエラーを告知する。この告知後に、端末の電源をオフし、すべての処理を終了する。

ステップＳ６０では、顔情報の一致（ステップＳ４１）、虹彩情報の一致（ステップＳ５１）情報が告知（携帯電話端末１０に対して）された後の処理が行われる。すなわち、携帯電話端末１０の画面に「マイクに向かって○○と発音して下さい」という旨のメッセージを表示させる。ここで、発音させる言葉は予め登録した言葉（例えば、図１に示した「かぶとむし」）に限定される。

次に、マイク２により、上述の言葉の音声情報を取得する（ステップＳ７０）。続いて、ステップＳ８０において、取得した音声情報は、周波数分析され、声紋データとして声紋認証部５へ送出される。なお、音声情報から声紋情報への変換は、マイク２又は声紋認証部５に周波数分析器を付属させることによって行ってもよい。続いて、声紋認証部５は、被認証者としての利用者の声紋情報が、内蔵メモリに格納されている声紋情報との類似度が所定値（例えば８０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ９０）。

ステップＳ９０において、類似度が８０％以上であると判定されたときは、ステップＳ９１に進み、両者が一致している旨を告知する。一方、ステップＳ９０において、類似度が８０％以上ではないと判定されたときは、ステップＳ９２に進み、両者が一致していない旨を告知し、エラーメッセージを端末１０の画面に表示する（ステップＳ４３）。そして、この表示後に、端末の電源をオフし、すべての処理を終了する。

ステップＳ９１からステップＳ９３へ進むと、端末１０のダイアルロック機能が解除され、待ち受け画面へ遷移する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、実施形態はこれに限られず、幾つかの変更が可能である。例えば、暗証番号入力による端末ロック機能を前提とすることは必ずしも必要ではなく、上述した生体認証を経由した後でなければ、端末を利用できないようにしさえすればよいし、顔、虹彩、音声の認証の順序は任意である。また、声紋は、フォルマンに限らず、単に、音声信号の周波数スペクトルであってもよいし、顔の認証は、撮像画像そのものに限らず、階調やエッジ強調などの画像処理を施したものや、離散コサイン変換やアダマール変換などの各種変換を施したものを認証対象としてもよい。更には、生体情報として、指紋を採用してもよい。その場合には、カメラのマクロ撮影機能を利用して指紋データを取得する。

本発明によるカメラ付き携帯電話端末及びその認証方法の一実施例を示す構成ブロック図である。 本発明によるカメラ付き携帯電話端末及びその認証方法の一実施例の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ
２ マイク
３ 虹彩認証部
４ 顔認証部
５ 声紋認証部

Claims (12)

1. 正規利用者の認証機能を有するカメラ付き携帯電話端末において、
   正規登録者の顔情報、虹彩情報及び声紋情報が内蔵メモリに記憶され、
   前記カメラにより撮影され、取得された利用者の顔情報と虹彩情報及びマイクにより取得された声紋情報を、前記記憶されている正規登録者の顔情報と虹彩情報及び声紋情報と比較して、顔認証、虹彩認証及び声紋認証を行い、すべての認証で正規の登録者であると判断されたとき、すなわち認証ＯＫであるときにのみ前記携帯電話端末の使用を許可することを特徴とするカメラ付き携帯電話端末。
2. 前記認証は、前記顔認証と虹彩認証を実行し、いずれの認証もＯＫであるときのみ、前記声紋認証を行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き携帯電話端末。
3. 前記顔認証と虹彩認証がいずれもＯＫであるとき、所定の音声の発声を促すことを特徴とする請求項２に記載のカメラ付き携帯電話端末。
4. 前記すべての認証がＯＫであるとき、待受画面にされることを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き携帯電話端末。
5. 前記携帯電話端末の起動時には、利用者の顔と瞳を撮影するような指示情報が画面表示されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカメラ付き携帯電話端末。
6. 前記いずれかの認証がＯＫでないときには、エラーメッセージを表示し、または警告音を発生させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカメラ付き携帯電話端末。
7. 前記いずれかの認証がＯＫでないときには、電源をオフし、すべての処理を終了させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカメラ付き携帯電話端末。
8. 利用者の指紋データを前記カメラのマクロ撮影機能で撮影し、得られた指紋データに基づく認証を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカメラ付き携帯電話端末。
9. カメラ付き携帯電話端末の正規利用者の認証方法において、
   前記カメラにより撮影され、取得された利用者の顔情報と虹彩情報及びマイクにより取得された声紋情報を、予め登録されている正規登録者の顔情報と虹彩情報及び声紋情報と比較して、顔認証、虹彩認証及び声紋認証を行い、すべての認証で正規の登録者であると判断されたときのみ前記携帯電話端末の使用を許可することを特徴とする認証方法。
10. 前記認証は、前記顔認証と虹彩認証を実行し、いずれの認証もＯＫでありときのみ、所定の音声の発声を促し、利用者の発声をマイクで電気信号に変換し、得られた音声信号から声紋情報を抽出し、抽出された声紋情報に基づいて前記声紋認証を実行することを特徴とする請求項９に記載の認証方法。
11. 前記携帯電話端末の起動時には、利用者の顔と瞳を撮影するような指示情報が画面表示されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の認証方法。
12. 前記いずれかの認証がＯＫでないときには、エラーメッセージを表示し、または警告音を発生させることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の認証方法。
    

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