JP2017010459A - User authentication method, electronic device and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視線を利用して電子機器がユーザ認証をする技術に関する。 The present invention relates to a technique in which an electronic device performs user authentication using a line of sight.
パーソナル・コンピュータ、タブレット端末およびスマートフォンのような情報処理装置は、一般的に使用者が入力するパスワードやPIN(personal identification number)などでユーザ認証をする。多くの利用者は覚えやすいように短い文字列のパスワードを選択する傾向にあるがそれらは第3者から容易に推測されやすい。パスワードやPINは、ハードウェア・キーボードやタッチスクリーンに表示したソフトウェア・キーボードから入力する。あるいは、特別なインターネット・サイトでは、その都度ランダムに配置した文字列のパレットを表示して順番にマウスで選択入力させる。 Information processing apparatuses such as personal computers, tablet terminals, and smartphones generally perform user authentication using a password or PIN (personal identification number) entered by a user. Many users tend to select passwords with short strings so that they are easy to remember, but they are easily guessed by third parties. The password and PIN are input from a hardware keyboard or a software keyboard displayed on the touch screen. Alternatively, on a special Internet site, a palette of character strings arranged at random is displayed each time and selected with the mouse in order.
特許文献1は、視線を利用してパスワードを入力する発明を開示する。同文献は、キーボードからのパスワード入力方式では、パスワードを打ち込む際に第3者に簡単にパスワードを盗み見される可能性があるため視線を利用することを記載している。同文献の発明では、表示部が表示する任意の画像をユーザが一定時間以上凝視したときに、システムが視線に対応する画像を選択し、複数の画像を選択した順番を登録情報に関連付けている。特許文献2は、視線とキーボード操作を組み合わせてオブジェクトに入力する発明を開示する。同文献は、ディスプレイ上を連続的に移動する視線による入力位置がキーボードの押下のタイミングで確定することを記載している。 Patent Document 1 discloses an invention for inputting a password using a line of sight. This document describes that in a password input method using a keyboard, a third party can easily steal a password when entering the password, and uses a line of sight. In the invention of this document, when a user stares at an arbitrary image displayed on the display unit for a certain time or more, the system selects an image corresponding to the line of sight, and associates the order of selecting a plurality of images with registration information. . Patent Document 2 discloses an invention in which a line of sight and keyboard operation are combined and input to an object. This document describes that the input position by the line of sight that continuously moves on the display is determined at the timing of pressing the keyboard.
特許文献1の発明は、視線を所定の場所に一定時間集中させる必要があり、入力を確定するまで時間がかかったり、視線を集中させることがユーザの負担になったりする。また、視線を利用することで周辺にいる第3者にパスワードを見られてしまうことは防ぐことができるが、依然としてユーザが文字列や英数字列を覚えておく負担は残る。したがって、ユーザの負担を軽減して短時間でユーザ認証できる方法が求められている。 In the invention of Patent Document 1, it is necessary to concentrate the line of sight at a predetermined place for a certain period of time, and it takes time until the input is confirmed, and it is a burden on the user to concentrate the line of sight. In addition, it is possible to prevent a third party in the vicinity from seeing the password by using the line of sight, but the burden still remains for the user to remember the character string or alphanumeric string. Accordingly, there is a need for a method that can reduce user burden and can perform user authentication in a short time.
そこで本発明の目的は、視線でユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、視線を使ってユーザの負担を軽減しながらユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、視線を利用して短時間でユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実現する電子機器およびコンピュータ・プログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for performing user authentication with a line of sight. A further object of the present invention is to provide a method for user authentication using a line of sight while reducing the burden on the user. A further object of the present invention is to provide a method for performing user authentication in a short time using a line of sight. Furthermore, the objective of this invention is providing the electronic device and computer program which implement | achieve such a method.
本発明は、ディスプレイを備える電子機器がユーザ認証をする。電子機器は、認証データと該認証データを構成する基準パターンを登録する。さらにディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算する。さらに視線座標の軌跡が形成する視線パターンから基準パターンを認識する。視線パターンと登録した基準パターンを比較することで、真正なユーザだけが知っている視線パターンでユーザ認証をすることができる。視線パターンはイメージであるため、複数の文字や数字で構成したパスワードまたはPINなどに比べてユーザが記憶し易い。また、キーボードの操作に不慣れなユーザにとっては、視線入力の方がパスワード入力に比べて短時間で終了できるため、認証時間を短縮することができる。 In the present invention, an electronic device including a display performs user authentication. The electronic device registers authentication data and a reference pattern constituting the authentication data. Further, the line-of-sight coordinates of the user facing the display are calculated. Further, the reference pattern is recognized from the line-of-sight pattern formed by the line-of-sight coordinate locus. By comparing the line-of-sight pattern with the registered reference pattern, user authentication can be performed with a line-of-sight pattern known only to a genuine user. Since the line-of-sight pattern is an image, it is easier for the user to memorize than a password or PIN composed of a plurality of characters and numbers. For users who are unfamiliar with keyboard operations, the line-of-sight input can be completed in a shorter time than the password input, and thus the authentication time can be shortened.
視線パターンは、ディスプレイ上を連続的に移動する視線座標の軌跡から入力デバイスの開始入力と終了入力を使って抽出することができる。入力デバイスは、ユーザが電子機器に何らかの信号を送ることができるものであればよい。基準パターンを一筆で描くことが可能な図形とすれば、連続的に移動する視線座標の軌跡からユーザが意図する視線パターンを容易に抽出することができる。基準パターンは、電子機器が提示した複数の基準パターンからユーザが選択した公開性のあるパターンとすることができる。 The line-of-sight pattern can be extracted from the locus of the line-of-sight coordinates moving continuously on the display using the start input and end input of the input device. The input device may be any device that allows the user to send some signal to the electronic device. If the reference pattern is a figure that can be drawn with a single stroke, the line-of-sight pattern intended by the user can be easily extracted from the locus of the line-of-sight coordinate that moves continuously. The reference pattern can be an open pattern selected by the user from a plurality of reference patterns presented by the electronic device.
基準パターンは、ユーザが描いた任意の視線パターンを抽象化した秘密性のあるパターンとすることができる。秘密性のあるパターンは第3者による推測が困難なので、単独で認証データとして利用することができる。ただし、秘密性のあるパターンにも、秘密情報を組み合わせることで一層認証データのセキュリティを強化することができる。 The reference pattern can be a secret pattern that abstracts an arbitrary line-of-sight pattern drawn by the user. Since a confidential pattern is difficult to guess by a third party, it can be used alone as authentication data. However, the security of authentication data can be further enhanced by combining secret information with a secret pattern.
基準パターンは、視線パターンの描画を補助するガイド画像を構成する複数の要素ブロックで構成した秘密性のあるパターンとすることができる。この場合は、視線パターンが通過する要素ブロックを検出することで、容易に基準パターンを特定できる。公開性のあるパターンは、第3者による推測が可能なので、認証データにはユーザだけが知り得る秘密情報を組み合わせることが望ましい。秘密情報は、視線パターンの描画方向、基準パターンの開始位置、またはディスプレイにおける視線パターンの描画領域などの基準パターンの属性情報としてもよい。秘密情報は、描画する複数の視線パターンから認識した基準パターンの順番を含んでもよい。 The reference pattern can be a confidential pattern composed of a plurality of element blocks constituting a guide image that assists in drawing a line-of-sight pattern. In this case, the reference pattern can be easily specified by detecting the element block through which the line-of-sight pattern passes. Since a public pattern can be inferred by a third party, it is desirable to combine secret information that only the user knows with the authentication data. The secret information may be attribute information of the reference pattern such as the drawing direction of the line-of-sight pattern, the start position of the reference pattern, or the drawing area of the line-of-sight pattern on the display. The secret information may include the order of reference patterns recognized from a plurality of line-of-sight patterns to be drawn.
この場合、入力デバイスから中間入力を受け取って連続する視線座標の軌跡から複数の視線パターンにそれぞれ対応する複数の基準パターンを特定することができる。秘密情報は、ガイド画像の要素ブロックで構成することができる。入力デバイスは、キーボード、タッチパネル、マイクロフォン、ポインティング・デバイスまたは加速度センサのいずれかとすることができる。 In this case, a plurality of reference patterns respectively corresponding to a plurality of line-of-sight patterns can be specified from the locus of continuous line-of-sight coordinates upon receiving an intermediate input from the input device. The secret information can be composed of element blocks of the guide image. The input device can be either a keyboard, a touch panel, a microphone, a pointing device, or an acceleration sensor.
本発明により、視線でユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、視線を使ってユーザの負担を軽減しながらユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、視線を利用して短時間でユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現する電子機器およびコンピュータ・プログラムを提供することができた。 According to the present invention, it is possible to provide a method for performing user authentication with a line of sight. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method for performing user authentication using a line of sight while reducing the burden on the user. Furthermore, according to the present invention, a method for performing user authentication in a short time using a line of sight can be provided. Furthermore, according to the present invention, an electronic apparatus and a computer program that realize such a method can be provided.
[概 要]
図1は、電子機器100による視線認証の概要を説明するための図である。図2は、電子機器100の視線認証に関する要素の機能ブロック図である。図2に示す各要素は、コンピュータを構成するプロセッサ、システム・メモリ、チップセット、不揮発性メモリおよび周辺デバイスのようなハードウェア資源と、デバイス・ドライバ、オペレーティング・システムおよびアプリケーション・プログラムのようなソフトウェア資源で構成している。また、本発明を実現するソフトウェア資源は電子機器100が搭載するディスク・ドライブや不揮発性メモリなどに格納することができる。本発明を実現するソフトウェア資源は、電子機器100の外部において不揮発性の記録媒体に記録された状態で存在し、ネットワークや可搬式の記録媒体を通じて電子機器100にインストールすることができる。
[Overview]
FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of line-of-sight authentication by the
電子機器100は、一例を挙げるとノートブック型パーソナル・コンピュータ、デスクトップ型パーソナル、コンピュータ、タブレット端末、現金自動預け払い機(ATM)およびクレジット・カード認証装置などがある。これらの電子機器では、いずれも周辺に第3者が存在する状態でユーザ認証をする場合がある。図1でユーザはディスプレイ101が表示する画像の視線位置203を凝視している。視線検出部151(図2)は、視線201の方向を検出する。本実施の形態においては、視線検出技術を特に限定する必要はないが、一例において赤外線照射方式を採用している。視線検出部151は、赤外線カメラ103、および赤外線LED105a、105bを含んでいる。
Examples of the
赤外線LED105a、105bが、ユーザの目に赤外線を照射すると、角膜上の所定の位置(基準点)で反射される。瞳孔は視線位置203を向いているため、視線検出部151は、赤外線カメラ103が撮影した目の画像から、基準点の位置と瞳孔の位置から視線を示す視線情報を計算して座標計算部157に送る。座標計算部157は、視線検出部151から受け取った視線情報から視線201とディスプレイ101の交点の位置を視線位置203としてその座標(視線座標)を計算しパターン認識部161に送る。
When the
画像データ生成部155は、ディスプレイ155に表示する画像データを作成する。ユーザ入力部153は、ディスプレイ101を凝視しているユーザによる操作に応じて生成したタイミング信号をパターン認識部161に送る。ユーザ入力部153は、電子機器100に何らかの信号を入力できるものであればよい。ユーザ入力部153は、電子機器100の種類に応じてさまざまな入力デバイスを選択することができる。一例を挙げるとユーザ入力部153には、キーボード107、タッチパネル(タッチスクリーンも含む)およびマウスのようなポインティング・デバイス、ユーザの音声を収集するマイクロフォン、および筐体に加えた振動を検出する加速度センサなどがある。マイクロフォンや加速度センサは、スマートフォンやタブレット端末で利用するのに都合がよい。
The image
パターン認識部161は、視線位置203の軌跡に対応する視線座標群からタイミング信号で抽出したパターンである視線パターン204を認識し、基準パターン登録部159が登録している基準パターン211(図3)に対する類似度を計算する。パターン認識部161は、テンプレート・マッチングにより視線パターン204に最も類似度の高いいずれかの基準パターン211を特定する。基準パターン211にはユーザが後に説明する秘密情報301(図3)を組み込むことができる。ユーザは視線入力の際に、視線パターン204に秘密情報301を組み込むことができる。パターン認識部161は、視線パターン204からユーザが組み込んだ秘密情報301を抽出する。パターン認識部161は、特定した基準パターン211と抽出した秘密情報301の識別子を視線認証部167に送る。
The
パターン認識部161は、画像データ生成部155に、認証画面の画像データを作成するように指示する。基準パターン登録部159は、基準パターン211(図3)と秘密情報301(図3)およびそれらの識別子を登録している。認証データ登録部165は、基準パターン211と秘密情報301の識別子で構成した認証データ401(図3)を登録している。基準パターン登録部159および認証データ登録部165は、電子機器100のセキュアな不揮発性メモリとしてもよいし、ネットワークで電子機器100に接続された認証用のサーバに設けるようにしてもよい。
The
認証制御部163は、電子機器100を登録モードまたは認証モードで動作させる。認証制御部163は登録モードのときに電子機器100の各要素を機能させ、ユーザに基準パターン211および秘密情報301を選択させて認証データ401を生成する。認証制御部163は、認証モードのときにユーザの視線認証をするように電子機器100の各要素を機能させる。認証制御部163は、基準パターン211の識別子と秘密情報301の識別子で構成した認証データ401を認証データ登録部165に登録する。
The
視線認証部167は、パターン認識部161から受け取った基準パターン211および秘密情報301の識別子と認証データ登録部165が格納する認証データを比較して一致したときにユーザ認証してユーザ・ファンクション169にアクセス許可イベントを送る。ユーザ・ファンクションは、アプリケーション・プログラムを含んでおり、認証が成功した後にユーザにサービスを提供する。なお、図2に示した各要素の一部を電子機器100の外部に設けて、ネットワークで電子機器100に接続するようにしてもよい。
The line-of-
[基準パターン、秘密情報、認証データの関係]
図3は、基準パターン211、秘密情報301および認証データ401の関係を説明するための図である。一例において基準パターン211は、公開基準パターン213および秘密基準パターン251またはいずれかを含んでいる。基準パターン211は、一例として2次元空間に一筆(1ストローク)で描けるパターンとしている。ここに一筆とは、紙面に描くときは筆記具を紙面から一度も離さないで描くことができることに相当し、ポインティング・デバイスで入力するときは連続的な入力状態で描くことができることに相当する。
[Relationship between reference pattern, confidential information, and authentication data]
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship among the
視線パターン204は、描画の開始と終了を何らかのタイミング信号で画定する必要がある。一筆書きのパターンは、2個のタイミング信号で視線パターン204を特定できるため視線認証に都合がよい。本発明は一筆書きのパターンに限定するものではないが、一筆書きできないパターンを採用する場合は、一筆のパターンを完成させるまでの間にある構成要素から他の構成要素に描画位置を移動するときのタイミング信号が必要になる。公開基準パターン213は、認証制御部163がユーザに公開して選択させるパターンである。図4に公開基準パターン213の一例として公開基準パターン213a〜213oを示す。基準パターン登録部159は、公開基準パターン213a〜213oおよびそれらの識別子を登録する。
The line-of-
秘密基準パターン251は、ユーザが任意に描画した視線パターン204をパターン認識部161が抽象化したパターンである。図9に秘密基準パターン251の一例としての秘密基準パターン253、255を示す。基準パターン登録部159は、秘密基準パターン253、255およびそれらの識別子を登録する。秘密基準パターン251は公開基準パターン213とは異なって、ユーザが創作したものであるため、それ自体で秘匿性があるパターンである。ユーザは視線位置203を移動させる際に、ユーザ入力部153を通じて描画の開始位置と終了位置に対応するタイミング信号を生成して公開基準パターン213、または秘密基準パターン251に近似した視線パターン204を描くことができる。
The
公開基準パターン213は公開されている複数のパターンから選択されているため、それだけでは第3者が複数回の試行で到達することができる。秘密情報301は、視線パターン204および基準パターン211に組み込むことが可能な真正なユーザだけが知っているセキュアな情報に相当する。本実施の形態では、基準パターン211に秘密情報301を組み込むことでセキュリティを向上させることができる。一例において、秘密情報301は、基準パターン211の属性で構成することができる。認証データ401は、一例において、公開基準パターン213または秘密基準パターン251と秘密情報301を組み合わせて構成することができる。認証データ401は他の例において秘密基準パターン251だけで構成することができる。
Since the
[秘密情報]
図5〜図7は、秘密情報301の一例を説明するための図である。図5(A)は、公開基準パターン213を描くときの描画方向を秘密情報として利用する例を説明する図である。一筆書きが可能な基準パターン213には、複数の描画方向が存在する。描画方向は基準パターン213の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報に相当する。図5(A)において、左回りに描いた公開基準パターン204aと、右回りに描いた公開基準パターン204bは、パターン形状としてはいずれも公開基準パターン203aに属するが、両者は異なるパターンとして扱うことができる。
[Confidential information]
5 to 7 are diagrams for explaining an example of the
図4に示す公開基準パターン213b、213c、213d、213i、213j、213k、213l、213m、213n、13oのような他の閉ループを構成する公開基準パターンについても同様に描画方向を秘密情報301として適用することができる。閉ループを構成しない公開基準パターン213e〜213hについては、上下左右のいずれかの方向を描画方向の秘密情報とすることができる。たとえば、公開基準パターン213eは、右上方向または左下方向を描画方向とすることができる。2個の閉ループを含む公開基準パターン213oには、さらにループごとに描画方向を定義することができるため、より多くの秘密情報を含めることができる。
The drawing direction is similarly applied as the
図5(B)は、頂点のある基準パターン213の描画を開始する位置を秘密情報として利用する例を説明する図である。描画の開始位置は基準パターン213の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報に相当する。公開基準パターン213aは、たとえば描画方向が左回りのときに、辺215が含む頂点215aから描いた公開基準パターン214cと、辺217が含む頂点217aから描いた公開基準パターン214dと、辺219が含む頂点219aから描いた公開基準パターン214eのいずれかとして描画することができる。
FIG. 5B is a diagram for explaining an example in which a position where drawing of a
公開基準パターン213aにおける辺215、217、219または頂点215a、217a、219aを描画の開始位置としての秘密情報とすることができる。なお、閉ループのパターンでは描画の開始位置と終了位置が一致するが、公開基準パターン203e〜203hのような閉ループでないパターンでは、開始位置および終了位置またはいずれかを秘密情報にすることもできる。
The
図6は、視線パターン204を入力する際にディスプレイ101に表示するガイド画像303を示している。ガイド画像303は、ユーザの基準パターン211に近似する視線パターン204の入力を補助する。ガイド画像303は、一例として複数の正方形の要素ブロックを含んでいる。要素ブロックの形状は正方形に限定する必要はなく、長方形、円形、または三角形などとすることができる。要素ブロックは一例として2色のオブジェクトを交互に配置した市松模様で構成している。市松模様は、ユーザが視線位置203を認識して視線パターン204を入力し易いようにする。したがって、市松模様に代えてストライブ模様や格子模様でもよいし模様を設けなくてもよい。また、ガイド画像303は本発明の必須の要素ではない。
FIG. 6 shows a
ガイド画像303のコーナーおよび中央部には、ターゲット・オブジェクト303a〜303iを定義している。ターゲット・オブジェクト303a〜303iの座標を、秘密情報として利用する描画の開始位置(図5(B))として利用することができる。また、ガイド画像303を利用することで、ディスプレイ101上に視線パターン204を描画する領域(描画領域)を定義できる。描画領域は基準パターン213の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報として利用できる。
Target objects 303a to 303i are defined at the corner and the center of the
たとえば、図6では、ガイド画像303を4分割した描画領域305a〜305dを定義することができる。このときユーザはたとえば公開基準パターン213aに対応する視線パターン204をいずれかの描画領域305a〜305d、または、描画領域305aと描画領域305bを組み合わせた描画領域などに描画することができる。あるいはユーザは、公開基準パターン213hに対応する視線パターン204を、4個のいずれかの描画領域305a〜305d、描画領域305aと305bの組、および描画領域305cと305dの組の6個の領域に描くことができる。
For example, in FIG. 6, drawing
図7は、秘密情報301の一例となる秘密情報301a、301bのデータ構造を説明するための図である。公開基準パターン213aに対して秘密情報301aは、描画方向として左回りの公開基準パターン214a、開始位置として底辺左の頂点217a、および描画領域305cを登録している。秘密情報301bは、それぞれ秘密情報301が関連付けられた複数の公開基準パターン213の順序を秘密情報として登録する様子を示している。ここでは、公開基準パターン213a、213k、213gが意味のある順序で登録されている。基準パターン登録部159は、秘密情報301a、301bの識別子を登録する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the data structure of
[認証データ]
図8は、公開基準パターン213と秘密情報301a、301bで構成した認証データ401aのデータ構造の一例を説明するための図である。ここでは認証データ401aを3個の公開基準パターン213a、213k、213gで構成する例を示しているが、1個の公開基準パターン213で構成してもよい。認証データ401aは、公開基準パターン213a、213k、213gの識別子と、秘密情報301としてのそれぞれの描画方向、開始位置、および描画領域の識別子で構成している。認証データ401aは、上から並んだ公開基準パターン213a、213k、213gの順番も秘密情報の一部として含んでいる。
[Authentication data]
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the data structure of the authentication data 401a configured by the
[秘密基準パターン]
図9は、秘密基準パターン251の一例としての秘密基準パターン253、255を説明するための図である。ユーザが入力した視線パターン257、259を抽象化した秘密基準パターン253、255は、ユーザの個性が希釈されているが、依然としてユーザだけが知っている秘匿性のある情報として扱うことができる。秘密基準パターン253、255は、ユーザが視線201で描画した視線パターン257、259の複数の構成部分に、パターン認識部161があらかじめ登録しておいた複数の図形の中で類似度が高いものを適用し、さらにそれらを組み合わせて作成する。
[Secret reference pattern]
FIG. 9 is a diagram for explaining
ユーザは基準パターン登録部159に秘密基準パターン253、255を登録するために任意の図形を視線パターン257、259として入力する。パターン認識部161は、視線パターン257、259を複数の登録図形で組み合わせて秘密基準パターン253、255を作成する。認証制御部163は、パターン認識部161が作成した秘密基準パターン253、255を一旦ディスプレイ101に表示する。
The user inputs an arbitrary figure as the line-of-
ユーザは、ディスプレイ101に表示された秘密基準パターン253、255をみて意図するパターンである場合に認証制御部163に指示して秘密基準パターン253、255を基準パターン登録部159に登録する。秘密基準パターン251は公開基準パターン213と同様に、いずれも開始位置と終了位置に対応するタイミング信号の間に連続的に移動する視線位置203が描くことができるパターンである。秘密基準パターン251は、ユーザが創作した秘匿性のある情報であるため、秘密情報301を組み合わせないで、単独で認証データ401に利用することもできるが、開始位置、描画方向および描画領域などの秘密情報301を組み合わせることで一層推測が困難な情報にすることができる。
The user instructs the
[視線認証の手順]
図10は、電子機器10がユーザを視線認証する手順を示すフローチャートである。この手順では、公開基準パターン213と秘密基準パターン251の両方について説明するが、本発明はいずれか一方だけあるいは両者を組み合わせて実現できる。ブロック501で、認証制御部163は図2の各要素を登録モードで動作させる。認証制御部163は、公開基準パターン213をディスプレイ101に表示してユーザに選択させる。認証制御部163は、選択された公開基準パターン213の識別子を基準パターン登録部159に登録する。さらに認証制御部163は、ディスプレイ101にガイド画像303や図5の画像などを表示してユーザに選択した公開基準パターン213に対する秘密情報301を選択させる。認証制御部163は、選択された秘密情報301の識別子を基準パターン登録部159に登録する。
[Gaze authentication procedure]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure in which the electronic device 10 performs line-of-sight authentication of the user. In this procedure, both the
ユーザが、1個または複数個の公開基準パターン213を秘密情報301とともに選択する。秘密基準パターン251を採用する場合は、認証制御部163は、ディスプレイ101にユーザが秘密基準パターン251を登録するための視線入力を促す画像を表示する。その画像にはガイド画像303を含ませることができる。ユーザはガイダンスに従って、ディスプレイ101にたとえば視線パターン257(図9)を描く。ユーザは視線パターン257に対する秘密基準パターン253のフィードバックを受け取って、納得した時点で秘密基準パターン253を確定する。
The user selects one or more
認証制御部163は、確定した秘密基準パターン253の識別子および必要に応じて秘密情報301の識別子を基準パターン登録部159に登録する。認証制御部163は、認証データ登録部165に、公開基準パターン213、秘密基準パターン251、および秘密情報301の識別子を認証コード401として登録する。ユーザは登録した公開基準パターン213または秘密基準パターン253および秘密情報301を頭に記憶しておき、視線認証の際にはそれに近似する視線パターンを入力することになる。
The
ブロック503で認証制御部163は、電子機器100を認証モードで動作させてディスプレイ101に認証画面を表示する。認証画面には、ガイド画像303を含ませることができる。視線検出部151がディスプレイ101を向いているユーザの視線201を検出すると、ブロック505で座標計算部157は視線座標の出力を開始する。ブロック507でユーザは登録しておいた基準パターン211を描画するために開始位置を凝視する。
In
秘密情報301として開始位置を設定している場合は、ユーザがガイド画像303の所定の要素ブロックを凝視する。ユーザは視線位置203が開始位置に重なったと認識するとユーザ入力部153から開始入力をする。開始入力はたとえば、キーボード107の任意のキーであるSキーの押下とする。開始入力をしたユーザは、ガイド画像303を利用して、ディスプレイ101に登録しておいた描画方向および描画領域などの秘密情報301を反映させた基準パターン211を目標にして視線パターンを描く。
When the start position is set as the
開始入力を受け取ったパターン認識部161は、ブロック509で受け取った視線座標を所定のサンプリング周期で記憶する処理を開始する。ブロック511でパターン認識部161は、ユーザ入力部153から終了入力を受け取ったときはブロック551に移行し、受け取らないときはブロック513に移行する。終了入力は、開始入力と同じSキーとすることができる。
The
ブロック513でパターン認識部161は、ユーザ入力部153から中間入力を受け取ったときはブロック507に戻り、受け取らないときはブロック509に戻る。パターン認識部161は、開始入力を受け取ったあとは、終了入力または中間入力を受け取るまで座標計算部157から受け取った視線座標群を記憶する。中間入力は、認証データ401を2個以上の基準パターンで構成している場合にユーザが入力する。中間入力は、それまでの視線座標群で1つの視線パターンを確定するとともにさらに視線入力が継続することを示す。
In
中間入力はたとえば、キーボード107のSキーとは異なる任意のキーであるXキーの押下により行うことができる。なお、ユーザ入力部153がマウスの場合は、シングル・クリックで開始入力と終了入力を行い、ダブル・クリックで中間入力を行うことができる。ユーザ入力部153が加速度センサのときは、衝撃の回数で開始入力、終了入力および中間入力をすることができる。
The intermediate input can be performed, for example, by pressing an X key that is an arbitrary key different from the S key of the
ブロック551でパターン認識部161は、開始入力と終了入力の間に特定した1個の視線座標群が構成する視線パターンまたは中間入力で区分された複数の視線座標群が構成する複数の視線パターンと、基準パターン登録部159が格納する基準パターン211を比較して、最も類似度の高い基準パターン211を特定する。さらに、パターン認識部161は、視線パターンから秘密情報301を抽出する。
In
パターン認識部161は、特定した基準パターン211と抽出した秘密情報301の識別子を基準パターン登録部159から取得して視線認証部167に送る。パターン認識部161は、たとえば図11に示す視線パターン271の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン213bと、右回りの描画方向、開始位置303a、描画領域305a〜305dの秘密情報を認識する。
The
またパターン認識部161は、視線パターン273の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン213gと、下向きの描画方向、開始位置303b、および描画領域305a〜305dの秘密情報301を認識する。またパターン認識部161は、視線パターン275の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン213kと、右回りの描画方向、開始位置303h、および描画領域305n、305dの秘密情報301を認識する。またパターン認識部161は、視線パターン277の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン213cと、左回りの描画方向、開始位置303e、および描画領域305cの秘密情報301を認識する。
Further, when the line recognition coordinate
ブロック553で視線認証部167は、パターン認識部161から受け取った基準パターン211および秘密情報301の識別子と、認証データ登録部165が格納する認証データ401の識別子を比較して合致していると判断したときはユーザ・ファンクション169に認証成功の通知をする。パターン認識部161は、ユーザの顔認証をするよりも小さいプロセッサの負担でユーザ認証をすることができる。
In
[他の視線認識の方法]
図12〜図15は、他の視線認証の方法を説明するための図である。これまで、視線パターン271〜277(図11)から公開基準パターン213b、213g、213k、231cを特定し、視線パターン257、259(図9)から秘密基準パターン253、255を特定する例を説明した。パターン認識部161が登録された基準パターン211として認識できる視線パターンを入力することは、慣れないユーザにとって難しい場合も予想される。
[Other gaze recognition methods]
12 to 15 are diagrams for explaining other gaze authentication methods. So far, an example has been described in which the
図12〜図15に示す方法は、ガイド画像303を利用して視線入力をするユーザの負担を軽減することができる。図12(A)は、塗りつぶした要素ブロックが秘密基準パターン603を構成していることを示している。秘密基準パターン603は、ユーザが独自に形成した一筆の連続する要素ブロックで構成している。ガイド画像303には、秘密基準パターン603を連想させる模様は付さない。また秘密基準パターン603は、それぞれ描画方向、開始位置、および描画領域などの秘密情報401(図8)を備えることもできる。
The method illustrated in FIGS. 12 to 15 can reduce the burden on the user who uses the
図12(B)は、秘密基準パターン603に対してユーザが描いた視線パターン605を示している。ユーザは、視線パターン605が秘密基準パターン603の要素ブロックを通過するよう視線201を移動させる。パターン認識部161は、開始入力から終了入力までの間に視線位置203が通過した要素ブロックを認識して秘密基準パターン603を特定する。
FIG. 12B shows a line-of-
図13は、斜め方向に移動する視線パターン605が通過した要素ブロックを認識する方法の一例を説明するための図である。要素ブロック607a〜607dが全体として正方形を描くように相互に隣接して並んでいるときに、視線パターンが要素ブロック607aから607dに移動する典型的な経路として視線パターン605a、605bを取り上げて説明する。パターン認識部161は、4個の要素ブロックの頂点が接触する各コーナーに要素ブロック607a〜607dよりも小さな領域609を設定する。
FIG. 13 is a diagram for explaining an example of a method for recognizing an element block through which a line-of-
パターン認識部161は、領域609を通過した視線パターン605aは、斜め方向、すなわち、要素ブロック607aから607dに移動したと判断し、領域609を通過しないで、たとえば、要素ブロック607cを経由する視線パターン605bは、要素ブロック607a、607c、607dの順番に移動したと判断する。ガイド画像303の要素ブロックには、視線パターンを描き易いように文字や記号を付すようにしてもよい。また、ガイド画像303を構成する要素ブロックは、相互に隣接して配置する必要はなく、ディスプレイ101上に離散的に配置してもよい。要素ブロックを離散的に配置する場合は、図13のような斜め方向の移動処理は不要になる。
The
図14、図15は、離散的に配置したガイド画像351を利用した視線認証の方法を説明するための図である。ガイド画像351は、一例として離散的に配置した25個の円形の要素ブロックで構成している。要素ブロックの数および形状は特に限定しない。図14(A)には、一例として9個の要素ブロック351a〜351iで構成した秘密基準パターン631を示している。
FIGS. 14 and 15 are diagrams for explaining a method of line-of-sight authentication using discretely arranged
秘密基準パターン631は、ユーザが任意の位置および数の要素ブロックを選択して作成する。図14(B)の視線パターン651は、秘密基準パターン631を構成する要素ブロックだけを通過する。要素ブロックは離散的に配置しているため、視線パターンは自由な順番で秘密基準パターン631を構成する要素ブロックを通過することができる。たとえば、秘密基準パターン631は、図14(B)の視線パターン651、図15(A)の視線パターン653および図15(B)の視線パターン655のいずれでも特定することができる。視線パターン651、653、655が通過する要素ブロックの順番も、開始位置、描画方向、描画位置などに加えて秘密情報301の一部にすることができる。
The
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。 Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.
100 電子機器
101 ディスプレイ
103 赤外線カメラ
105a、105b 赤外線LED
201 視線
203 視線位置
211 基準パターン
213、213a〜213o 公開基準パターン
251、253、255、603 秘密基準パターン
204、257、259、271〜277、605 視線パターン
301、301a、301b 秘密情報
303、351 ガイド画像
305a〜305d 描画領域
401、401a 認証データ
607a〜607d ガイド画像の要素ブロック
100
201 Line of
Claims (18)
認証データと該認証データを構成する基準パターンを登録するステップと、
前記ディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算するステップと、
前記視線座標の軌跡が形成する視線パターンに対応する前記基準パターンを認識するステップと、
を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。 For electronic devices with a display,
Registering authentication data and a reference pattern constituting the authentication data;
Calculating line-of-sight coordinates of a user facing the display;
Recognizing the reference pattern corresponding to the line-of-sight pattern formed by the locus of the line-of-sight coordinates;
A computer program for executing a process having
前記入力デバイスから終了入力を受け取るステップとを有し、
前記視線パターンが前記開始入力を受け取ってから前記終了入力を受け取るまでの間の前記視線座標の軌跡に対応する請求項1に記載のコンピュータ・プログラム。 Receiving a start input from an input device operated by a user;
Receiving a termination input from the input device,
The computer program according to claim 1, wherein the line-of-sight pattern corresponds to a locus of the line-of-sight coordinates from when the start input is received to when the end input is received.
認証データを登録するステップと、
前記ディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算するステップと、
所定の期間に前記視線座標の軌跡が形成した視線パターンに対応する基準パターンを特定するステップと、
前記特定した基準パターンと前記認証データを比較するステップと
を有する方法。 An electronic device including a display performs user authentication,
Registering authentication data;
Calculating line-of-sight coordinates of a user facing the display;
Identifying a reference pattern corresponding to the line-of-sight pattern formed by the locus of the line-of-sight coordinates in a predetermined period;
Comparing the identified reference pattern with the authentication data.
前記視線パターンが通過した複数の前記要素ブロックを特定するステップとを有し、
前記比較するステップが、前記特定した複数の要素ブロックと前記認証データを比較するステップを含む請求項14に記載の方法。 Displaying a guide image composed of a plurality of element blocks for passing the line-of-sight pattern on the display;
Identifying a plurality of the element blocks through which the line-of-sight pattern has passed,
The method according to claim 14, wherein the comparing includes comparing the authentication data with the identified plurality of element blocks.
前記比較するステップが、前記特定した要素ブロックと前記認証データを比較するステップを含む請求項15に記載の方法。 Identifying the element block from which the line-of-sight pattern started drawing,
The method of claim 15, wherein the comparing includes comparing the identified element block with the authentication data.
前記比較するステップが、前記特定した要素ブロックの順番と前記認証データを比較するステップを含む請求項15に記載の方法。 Identifying the order of the element blocks through which the line-of-sight pattern has passed,
The method according to claim 15, wherein the comparing includes comparing the authentication data with an order of the identified element blocks.
基準パターンを登録する認証データ登録部と、
前記ディスプレイに対面するユーザの視線から視線座標を計算する座標計算部と、
前記視線座標の軌跡からタイミング信号に基づいて抽出した視線パターンから前記基準パターンを特定するパターン認識部と、
前記特定した基準パターンと前記登録した基準パターンを比較してユーザ認証をする視線認証部と
を有する電子機器。
An electronic device comprising a display and a user input unit,
An authentication data registration unit for registering a reference pattern;
A coordinate calculation unit that calculates line-of-sight coordinates from the line of sight of the user facing the display;
A pattern recognition unit that identifies the reference pattern from the line-of-sight pattern extracted from the line-of-sight coordinate locus based on a timing signal;
An electronic apparatus comprising: a line-of-sight authentication unit that performs user authentication by comparing the specified reference pattern with the registered reference pattern.
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