JP5890033B2 - 虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置 - Google Patents

Description

本発明は近距離無線通信手段とカメラを備えた端末機を施錠装置に接近させると、施錠装置に搭載されたトークン生成機から施錠装置の固有番号及びランダム番号のいずれか一つ以上にトークンに構成され端末機に転送し、設定された時間内に虹彩イメージを撮影して転送するように要請し、ユーザー端末機に固定設置されたカメラで取得した虹彩イメージから虹彩テンプレートを生成し、生成された虹彩テンプレートとトークを暗号化して近距離無線通信で端末機から施錠装置に転送し、転送された暗号化された虹彩テンプレートとトークンを施錠装置に搭載された複合化機に解読して事前にデータベースに登録貯蔵された虹彩テンプレートとの類似性を比較して出入を許容又は拒否、撮影の再要請及び非常アラームのいずれか一つ以上を行うように構成された虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置に関するものである。

従来の施錠装置は番号キーや登録された鍵などによって作動するが、第３者に番号を紛失、鍵を紛失した場合にセキュリティに問題が発生する。

また、施錠装置に指紋認識を併せて行う場合もあるが、施錠装置が露出された環境によって装置が誤作動する可能性が高く、出入した者リストに登録された人の出入を要請した時点に人の指紋であるかを把握するのが難しく、セキュリティが低い問題点がある。

従来の施錠装置に虹彩を取るためのカメラを直接設置する場合、施錠装置の体積が大きくなり、設置される位置が低いため利用者らが虹彩を撮影するのに不便であり、カメラが施錠装置が設置された外部環境に露出され、ほこりや異物が溜まって光が過度に露出するなど、撮影上の問題が発生する可能性が高く、実用的でないという問題点がある。

本発明が解決しようとする課題は、従来の施錠装置のセキュリティ方法及び手段に加えてセキュリティを強化するために施錠装置のデータベースに貯蔵された出入者リストに登録貯蔵された人の出入りを許可しようとする時点で人の虹彩テンプレートの生成による情報を暗号化して認証に用いることで施錠装置のセキュリティを強化することにある。

本発明が解決しようとするもう一つの課題は、施錠装置と虹彩テンプレートを生成する端末機との間で必要な情報を無線でやり取りするために近距離無線通信チップ（NFC chip, near field communication chip）などの近距離無線通信を遂行できる手段を備え、通信時に転送される全てのデータを暗号化機と複合化機を利用して暗号化及び複合化して認証に用いることで施錠装置のセキュリティを強化することにある。

本発明が解決しようとするもう一つの課題は、虹彩イメージの有効性情報を施錠装置に提供するために端末機固有番号（ID）、撮影の行われる位置、撮影の行われた時間、施錠装置からもらってランダム番号のいずれか一つ以上を選択適用して有効性情報を施錠装置に転送しセキュリティを強化することにある。

本発明が解決しようとするもう一つの課題は、虹彩イメージの有効性情報を施錠装置に提供するために端末機固有番号（ID）、撮影の行われる位置、撮影の行われた時間、施錠装置からもらったランダム番号のいずれか一つ以上を選択適用して、有効性情報を施錠装置に転送してセキュリティを強化することにある。

本発明の解決しようとする課題は、他人に強いられ虹彩イメージを生成しなければならない場合に強要された状況であるという情報を虹彩の撮影時に虹彩テンプレート生成情報に追加して、非常アラームを鳴らせるように構成して施錠装置のセキュリティを強化することにある。

本発明課題の解決手段は、施錠装置に認証のための出入者情報を近距離無線通信手段とカメラの付着設置された端末機に登録貯蔵する手段を備え、端末機を施錠装置に接近させると、施錠装置が活性化して端末機で認証のために端末機の使用者及びタグ情報を施錠装置に転送する手段を備えて、施錠装置から受信してタグ情報に基づいて、施錠装置のデータベースに登録貯蔵された出入者情報を検索して、正当な出入者であるかを確認する手段を備えて、正当な出入者であると判断されると、端末機に虹彩イメージを設定された時間内に撮影して施錠装置に転送するようにトークンを生成して転送する手段を備えて、端末機に固定設置されたカメラで取得した虹彩イメージから虹彩テンプレートを生成し、生成された虹彩テンプレートとトークンを近距離無線通信で施錠装置に転送するために端末機を施錠装置に接近させ、端末機から転送された虹彩テンプレートとトークンに基づいて施錠装置に登録貯蔵された虹彩テンプレートとの類似性を比較判断すると共に設定された時間内に撮影が行われたのかを判断してロック解除、ロック状態を維持、撮影の再要求及び非常撮影のいずれか一つ以上を行う手段を備えた虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置を提供することにある。

本発明のもう一つの課題解決手段は、端末機はセキュリティを高めるために用いられる虹彩イメージの有効性情報を施錠装置に提供するために端末機は端末機固有番号（ID）、撮影の行われる位置、撮影の行われた時間、施錠装置からもらったランダム番号のいずれか一つ以上を選択適用して有効性情報を施錠装置に提供できるように手段を備えたセキュリティの強化された施錠装置を提供することにある。

本発明のもう一つの課題解決手段は、セキュリティを高めるために特に割れやすいデジタルウォーターマーク（fragile digital watermark）を虹彩イメージに挿入包含させて虹彩イメージの操作を試すと挿入包含されたデジタルウォーターマークが壊れるように構成して、施錠装置は転送された虹彩イメージからデジタルウォーターマークがきちんと抽出されると、虹彩イメージの有効性を認め、そうでないと虹彩イメージは操作された（tampered）と判断して出入を制限するように構成された虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置を提供することにある。

本発明は従来の施錠装置のセキュリティ方法及び手段に加え、施錠装置データベースに貯蔵された出入者リストに登録貯蔵された人の出入を承認しようとする時点で人の虹彩テンプレートの生成による情報を暗号化して認証に用いることで施錠装置のセキュリティを強化できる有利な効果がある。

本発明のもう一つの効果は、施錠装置と虹彩テンプレートを生成する端末機との間で無線で必要な情報を双方向にやり取りするために近距離無線通信チップなどの近距離通信を遂行できる手段を備えて、通信時に転送される全てのデータを暗号化機及び複合化機を用いて暗号化及び複合化して認証に用いることで施錠装置のセキュリティを強化することにある。

本発明のもう一つの効果は、虹彩イメージの有効性情報を施錠装置に提供するために端末機固有番号（ID）、撮影の行われる位置、撮影の行われた時間、施錠装置からもらったランダム番号のいずれか一つ以上を選択適用して有効性情報を施錠装置に転送してセキュリティを高めることにある。

本発明のもう一つの効果は、他人の強要によって虹彩イメージを生成しなければならない場合に強いられた状況であるという情報を虹彩を撮影する際に虹彩テンプレート生成情報に追加して非常アラームを発生させるように構成して正常装置のセキュリティを強化することにある。

図１は本発明による虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置の全体的な構成図を図示したものである。 図２は本発明による端末機構成の一例を概略的に図示したものである。 図３は本発明によるドアロックを含む施錠装置構成の一例を概略的に図示したものである。

発明の実施のための最善の形態
本発明課題の解決手段は、施錠装置に認証のための出入者情報を近距離無線通信手段とカメラが付着設置された端末機に登録貯蔵する手段を備え、端末機を施錠装置に接近させると施錠装置が活性化され端末機から認証のために端末機の使用者及び端末機のタグ情報を施錠装置に転送する手段を備え、施錠装置から受信したタグ情報に基づいて施錠装置のデータベースに登録貯蔵された出入者情報を検索して正当な出入者であるかを確認する手段を備え、正当な出入者であると判断されると端末機から虹彩イメージを設定された時間内に撮影して施錠装置に転送するようにトークンを生成して転送する手段を備え、端末機に固定設置されたカメラで取得した虹彩イメージから虹彩テンプレートを生成し、生成された虹彩テンプレートとトークンに基づいて施錠装置に登録貯蔵された虹彩テンプレートとの類似性を比較判断すると同時に、設定された時間内に撮影が行われたかを判断してロックを解除、ロック状態を維持、撮影の再要請及び非常アラームのいずれか一つ以上を行う手段を備えた虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置を提供することにある。

発明の実施のための形態
本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明による虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置の全体的な構成図を図示したものである。図２は本発明による端末機構成の一例を概略的に図示したものである。図３は本発明によるドアロックを含む施錠装置構成の一例を概略的に図示したものである。

本発明はドアロックを含む施錠装置と端末機が互いに連動するように構成され、端末機を通じて端末機使用者及び/又は端末機と関連したタグ情報と虹彩イメージを用いて施錠装置をロック及び解除できるように設計製作された虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置である。

施錠装置のセキュリティを高めるために、出入者の虹彩イメージを用いるためにはドアロックを含む施錠装置（以下、「施錠装置」という）に虹彩を撮影するためのカメラを施錠装置に直接設置する場合に使用者らが自然に虹彩を撮影しにくく、施錠装置に設置されたカメラが外部環境に露出され壊れやすく、レンズ表面にほこりや異物が溜まって光が過度に露出されるなど、撮影上の問題が発生する可能性が高く、実用的でないという問題点がある。

これを解決するために、本発明は多様な種類のカメラが付着設置されたモバイル機器及び/又は端末機（以下、「端末機」という）を通じて使用者の虹彩イメージを撮影獲得して、これを用いて施錠装置を解除若しくは維持できるように構成してセキュリティの高い施錠装置を提供することにある。

図１において、使用者は端末機の持ち主であり、施錠装置を解除して出入りしようとする者である。

図１において、端末機は虹彩を撮影し、撮影された虹彩イメージを施錠装置に近距離無線通信を通じて転送できる機器であれば何でもかまわないが、具体的な例でみた発明では携帯電話又はスマートフォンなどがある。

つまり、本発明に述べる端末機は、カメラを付着して近距離無線通信で施錠装置をロック又は解除できるデータをやり取りできる機器又は装置であれば良い。

施錠装置は撮影された虹彩イメージ、タグ情報及びトークンなどを近距離無線通信（図２の２７）を通じて双方向に送受信して、これを基に施錠装置のデータベース又はメモリに登録貯蔵された出入の許可された使用者であるかを判断し、判断された情報に基づいて施錠装置制御部を通じて施錠装置を生業して出入をコントロールするように構成されている。

選択的に、施錠装置が十分なコンピューティングパワーを有しない場合に近距離通信を除いた出入コントロールを図１のようにホスト（図１の１４）が行うように構成できる。

撮影部（以下、「カメラ」という）は端末機にディスプレイ部がある場合、ディスプレイ部と同じ面にカメラを設置するのが好ましく、さらに好ましくは撮影を容易にするためにディスプレイ部より上に位置するように構成することである。カメラレンズの大きさは１ｃｍ以下であることが好ましい。

本発明の撮影部はセキュリティのために用いられる虹彩イメージの特徴的情報を獲得できるイメージセンサーであれば十分である。

近距離無線通信（図２の２７）はＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などのように極めて近い距離（１０ｃｍ以内）でデータを送受信できるように構成するのが好ましい。このように距離を置くのは、無線通信する端末機と施錠装置との間に第３者が介在できなくするためである。

近距離無線通信のための近距離無線通信チップ（ＮＦＣ ｃｈｉｐ， ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、端末機と施錠装置の両方に内蔵され、端末機（図１の１１）と施錠装置（図１の１２）との間に必要な情報を双方向にやり取りしながらロック解除又はロック維持ができるように構成されている。

使用者が端末機のカメラ（図２の２２）で虹彩を撮影する際に、ディスプレイ部を通じて撮影されることを肉眼で確認できるため良質の虹彩イメージを得るのには役立つが、ディスプレイがなくても撮影は可能である。

本発明による端末機には端末機を用いる場所の照度が低いところから虹彩が撮影されると、撮影された虹彩イメージの鮮明度が低くなり認識率が落ちる場合もあるため、撮影の行われる直前に目に刺激のない程度の弱いフラッシュ（百色光又は赤外線）の撮影補助のための照明部を端末機のカメラの設置された面一側に固定設置できる。

また、照明部には虹彩イメージをより鮮明に撮影できるように音又はＬＥＤなどを通じて使用者の行動に対して指示できる機能及び手段を含むことができる。

カメラは１００万画素以上にイメージを撮影することのできるＣＣＤ或いはＤＭＯＳなどに構成するのが好ましい。

暗号化機は施錠装置の要請によって虹彩イメージにトークン又はキーを挿入又は、虹彩イメージ情報の暗号化及び署名などを行う。

品質測定器は撮影されたイメージが予め指定された品質基準を満たしているかを判断する。予め指定された品質基準を満たしていれば撮影された虹彩イメージを前処理機に伝達する。

次は本発明による施錠装置のセキュリティを強化するためのものであり、使用者が端末機から伝達される虹彩イメージの有効性を判断することが重要な構成の一つである。

本発明は、以前に使用又は意図的に操作された虹彩イメージが現在に使われるのを防ぐために、施錠装置は端末機から送られた虹彩イメージでマッチング作業を行う前に、虹彩イメージが有効なものであるかを分析判断する手段を備えて、虹彩イメージが有効でないと判断されると端末機に虹彩イメージを撮影し直すように求めるか、出入者の出入を拒否してロックを維持できる。

本発明で端末機から転送された虹彩イメージの有効性を立証してくれる情報は、端末機に付着されたカメラによって指定された場所でその時点、そのセッションでその出入者を実際に撮影した虹彩イメージであるかに関する情報を含む。

端末機は端末機固有番号（ID）、撮影の行われる位置、撮影の行われる時間、施錠装置からもらったランダム番号のいずれか一つ以上を選択して有効性を認証する情報で施錠装置に提供できるように手段を備えていなければならない。

前記有効性を認証する情報は、選択的に出入を許可しようとする時点で使用者がカメラで直接撮影して獲得した人の虹彩テンプレートを生成したもので判断するのに用いられる。

端末機固有番号は、端末機自体の固有番号であるだけでなく、虹彩イメージを撮影する端末機に付着されたカメラ（イメージセンサー）の固有番号を意味することもある。
端末機の固有番号又はカメラの固有番号から施錠装置は登録された端末機から虹彩イメージが撮影されたことを判断する。

撮影の行われた位置は端末機が虹彩イメージを撮影する際の絶対的位置又は相対的位置を意味する。例えば、絶対的位置情報としては衛星航法装置（GPS）が提供する情報である。

この種類の情報を得るために端末機には衛星航法装置と連動して動作できる手段が搭載されている。

前記相対的位置情報の例としては、端末機のつながった基地局や無線APの固有番号がある。この種類の情報を得るために端末機には基地局や無線APに繋げて使用できる手段が搭載されている。本発明ではこれら手段を使用して位置情報を有効性判断を検証するのに用いられる。

施錠装置は端末機から受信した撮影の行われた位置がメモリに設定貯蔵された範囲内に存在するか否かを判断して、設定貯蔵された位置範囲内にあればすぐその場所で撮影が行われたと判断し、そうでないと他の場所で撮影された有効性のない情報であると判断する。

端末機に装着されたカメラで撮影が行われた時間に関する情報を得るために端末機にはタイマーを搭載している。施錠装置と連動する端末機がタイマーを装着しない場合には、端末機が繋がっている基地局、無線APなどから現在時間に関する情報を受信して施錠装置に提供することができる。

施錠装置は端末機から受信した撮影の行われた時刻がメモリに設定貯蔵された範囲内に存在するかを判断し、設定された時間内にあればその時間帯に撮影が行われたと判断し、そうでないと他の時間帯に撮影された有効性のない情報であると判断する。

施錠装置からもらったランダム番号などに関する情報は施錠装置から端末機へ虹彩イメージを求める家庭でトークン形態で施錠装置で生成されて端末機へ転送され、端末機は受信したランダム番号を再び施錠装置へ虹彩イメージとともに転送するように構成する。

端末機から前記虹彩イメージの有効性を立証するための情報のいずれか一つ以上が虹彩イメージが撮影される時点において虹彩イメージに挿入包含されるように構成できる。

肉眼で、この有効性の立証のための情報を区分できるように虹彩イメージに挿入包含されると、抽出しやすくなるため、デジタルウォータマークの形態で挿入されるように構成できる。

特に割れやすいデジタルウォータマークを虹彩イメージに挿入して、虹彩イメージを操作しようと試みると、虹彩イメージに挿入包含されたデジタルウォータマークが壊れるようにソフトウェア的に構成する。

施錠装置は転送された虹彩イメージからデジタルウォータマークがちゃんと抽出されると、これを基に虹彩イメージの有効性を検証する。デジタルウォータマークが抽出されないと虹彩イメージは操作されたと判断し、施錠装置は施錠状態を維持する。

セキュリティのために端末機からデジタルウォータマークの挿入される過程が流出されないように外部の侵入からハードウェア的に保護されるようにするのが好ましい。

前処理機は虹彩テンプレートを生成できるように撮影された虹彩イメージから虹彩のみを抽出する。前処理機は省略できる。

施錠装置及び端末機はセキュリティを強化するために暗号化機と複合化機を備え、必要時に双方向通信をする際に暗号化してデータを転送し、暗号化されたデータをもらった側は複合化して使用するように構成されている。

次は情報保護について説明する。

端末機内で又は施錠装置内で情報が生成され送受される過程で、情報の流出やそれによる操作が起こりえる潜在的問題に対応するために、虹彩イメージと送受信手続で使用される情報は暗号化する。

また、端末機と施錠装置の両方が送受信の対象であることを証明する認証過程を経させることもできる。本発明で認証や情報の暗号化のためであればいかなる方法が取られてもかまわない。

端末機の使用者ではない第３者が許可なく端末機を用いて偽の目を撮影し、これを実際の人の虹彩であるかのようにするのを防ぐために、端末機に偽の目を判別する機能が備えられていることが好ましく、その方法は前述した情報の有用性判断で使用した技術的構成を用いるか、施錠装置の場所で使用者が虹彩イメージを得るために撮影時に得られる背景画面のイメージをメモリに貯蔵して、偽目であるかどうかをこれを比較して判断でききる。

虹彩イメージの有効性に関する情報が端末機内部で意図的に操作され施錠装置に伝達されうる。

端末機内に使用者が分からないように悪性コードが設置される場合には、虹彩イメージが撮影され施錠装置へ伝達されるまでのどこかでこの設置された悪性コードが、権限なく介入して虹彩イメージを直接操作又は、虹彩イメージの有効性情報を操作して転送できる。

このような悪性コードによる情報流出、操作を防ぐために虹彩イメージ撮影が行われ有効性情報が生成され、施錠装置に転送されるまでのどこかで端末機の応用プログラムが接近できないようにハードウェア又はソフトウェア的に設計されるのが好ましい。

他人に強いられ虹彩イメージを生成しなければならない場合には、強要された状況である情報を虹彩を撮影する際に虹彩テンプレート生成情報に追加して施錠装置で非常アラームを発生させるように撮影前に強要された状況である情報を入力するボタンをさらに備えられる。

次は施錠装置のデータベースに虹彩テンプレートを登録する技術的構成について説明する。

使用者が端末機を用いて施錠装置を解除又は、ロック維持できるように施錠装置出入者らの情報が貯蔵されるデータベースに端末機使用者と端末機関連タグ情報を施錠装置の近距離無線通信を通じて読み込む。

近距離無線通信に読み込まれた端末機使用者と端末機に関するタグ情報が事前に登録された端末機の情報であるか施錠装置のデータベース又はメモリで確認し、登録された場合には既に登録されたことを知らせるメッセージを端末機へ転送する。

登録時には施錠装置に登録のためのボタンを用いて登録を行うか、端末機に搭載されたプログラムに登録のための手続を案内に従って行うことができる。

施錠装置のデータベースに登録貯蔵されていない場合には、端末機使用者及び端末機のタグ情報を施錠装置のデータベース又はメモリに貯蔵し、端末機使用者の虹彩テンプレートを登録するために後述する手続を行うように構成されている。

タグ情報は具体的に端末機使用者の固有番号（住民番号など）、端末機の固有番号及びOTP（one time password）のいずれか一つ以上を選択利用して構成できる。

施錠装置はトークン生成機を備え、トークン生成機から生成したトークンを施錠装置の近距離無線通信チップを通じて端末機に近距離無線通信の通じて転送するように構成されている。

端末機は近距離無線通信で施錠装置からトークンを転送してもらい、端末機の使用者が使用者虹彩を端末機に付着設置されたカメラを用いて虹彩テンプレートを撮影して虹彩イメージを獲得する。

使用者端末機に付着されたカメラを通じて入力された虹彩イメージは、品質測定器を通じて撮影された虹彩イメージが虹彩の認識に必要な品質基準を満たしているかを確認する手段を経ることができる。

品質基準にはカメラから虹彩イメージを直接転送されたのか、他の経路で受け取ったかを評価判断する手段を含む。

これは上記説明の虹彩イメージの有用性の可否を判断する際に使用した情報で構成できる。

判断の結果、他の経路で受け取った場合には施錠装置から端末機へ転送するデータにエラー情報を挿入して近距離無線通信でエラー情報を伝達し、使用者端末機に付着設置されたカメラで虹彩イメージを撮影して転送するように構成する。

虹彩イメージの品質基準には虹彩テンプレートを生成するのに必要な虹彩イメージの鮮明性、閉塞（occlusion）などを含む自体品質評価基準情報が含まれる。

カメラで獲得した虹彩イメージの鮮明性がメモリに設定貯蔵された基準以下又は、閉塞が設定された基準以下である場合に施錠装置に転送するデータにエラー情報を挿入する。この場合、端末機は使用者に虹彩イメージを撮影しなおすようにメッセージを転送する。

撮影された虹彩イメージが品質測定器で品質基準を満たす場合、前処理機で虹彩テンプレート生成のための前処理作業を行う。

端末機から転送されたデータの中、エラー情報又は、設定された時間内に取得された情報でない場合にエラー処理し、登録の手続を再び行うようにエラー情報を端末機へ転送する。

施錠装置には事前に登録された使用者らの虹彩テンプレートがデータベースに貯蔵されており、登録貯蔵された虹彩テンプレートと端末機を通じて入力される虹彩イメージを比較して施錠装置の解除又はロック維持の要否を判断するためのマッチング機を備えている。

マッチング機では施錠装置のデータベースに事前に登録貯蔵された使用者らの虹彩テンプレートと施錠装置の複合化機から転送された虹彩テンプレートと類似性を比較して施錠解除又はロック維持の要否を判断する。既に登録された使用者の虹彩テンプレートとマッチするデータがデータベースに登録貯蔵されている場合に登録を試みた使用者端末機に登録されていることを知らせ、新規登録を行わない。

マッチするデータがない場合、新規使用者の端末機情報と虹彩テンプレートを施錠装置のデータベース又はメモリに登録貯蔵して、新規登録を終了する。

新規登録又は追加登録時に用いられる虹彩テンプレート、端末機使用者情報及び端末機情報はメモリに貯蔵された情報を用いて登録貯蔵することもできる。

前記施錠装置はデータベース又はメモリに登録貯蔵された出入者のなかで必要でない者を削除できる手段を備えている。

削除できる手段は施錠装置本体に設置された削除ボタンを用いるか、端末機又はコンピューターと連動するように構成してなすことができる。

次は施錠装置のメモリ又はデータベースに出入者登録手続を終了した後、使用者端末機でカメラを用いて近距離無線通信で施錠装置を解除又は維持する手段を説明する。

まず、選択的に使用者が施錠装置の出入番号をキーパッドで押し、施錠装置でキーパッドの入力番号が異なると出入を拒否する構成を有する。

使用者は使用者端末機を施錠装置と近距離無線通信のために近く接近させる。

端末機の使用者と端末機関連のタグ情報を近距離無線通信を通じて施錠装置に転送して施錠装置と端末機をロック解除又は、ロック維持のための動作モードに活性化させる。

転送されたタグ情報が登録された端末機の情報であるか施錠装置のデータベースから検索確認し、登録されていない場合にはこれ以上進めないか、登録されていない端末機とのアラームを音声若しくはメッセージを端末機に転送表示できる。

施錠装置から受信したタグ情報が登録された端末機情報で判断した場合にトークン生成機を通じてトークンを施錠装置の近距離無線通信を通じて端末機へ転送する。

端末機は近距離無線通信を通じてトークンを受信して使用者端末機に付着されたカメラを用いて虹彩イメージを撮影獲得する。

カメラを通じて入力された虹彩イメージを品質測定機へ伝達して撮影された虹彩イメージの品質基準を満たしているかを確認する手段を備えることができる。

カメラで測定した虹彩イメージの品質測定及び品質基準を満たしているかの判断は既に登録手続で記述の構成を同一なため省略する。

端末機に固定設置されたカメラから獲得した虹彩イメージは端末機に搭載された虹彩テンプレート生成機で虹彩イメージに関する虹彩テンプレートを生成する。

虹彩テンプレート生成機はソフトウェアとからなり、端末機メモリに搭載されている。

虹彩イメージに関してはより具体的に後述する。

施錠装置では端末機で暗号化され転送されたデータを複合化機で複合化してエラー情報、警報情報、トークンを伝達した時間から設定された時間内に取得されたかを判断する情報、使用者情報と虹彩イメージを抽出する。

エラー情報と設定された時間内に取得された情報でない場合にエラー情報を送り出す。警報情報などがある場合にはアラームメッセージを送り出す。

施錠装置のメモリにはマッチング機が搭載されており、施錠装置のマッチング機では事前にデータベースに登録貯蔵された使用者虹彩イメージと複合化機から複合化して伝達された虹彩テンプレートと類似性を比較する。類似性比較結果をデータベース又はメモリに貯蔵する。

マッチしない場合にロックを維持して出入を許可しない。

マッチする場合に施錠装置制御機からロックを解除するようシグナルを送り出し、ロックを解除して使用者の出入を許可する。

上述したトークン生成機、暗号化機、複合化機、虹彩テンプレートマッチング機、虹彩テンプレート生成機らは、本発明によるソフトウェアをダウンロードすると自動的にメモリに搭載されるように構成されている。

暗号化機、複合化機、虹彩テンプレートマッチング機、虹彩テンプレート生成機らは、既に出願人が出願して公開された発明に開示されている、又は、広く用いられている周知慣用の技術的構成であるため、後述する内容では具体的な技術を省略する。

本発明による施錠装置と端末機はメモリ又は、USIMチップ（universal subscriber identity module chip）を備えて、これは虹彩テンプレート、個人識別番号（PIN, personal identification number）、端末機固有番号及びその他セキュリティのための個人情報のいずれかデータベース又はメモリに登録貯蔵して端末機を施錠装置に接近させると、活性化されて端末機使用者及び端末機関連タグ情報を施錠装置へ転送し、転送されたタグ情報に基づいて施錠装置のデータベース又はメモリに登録貯蔵された正当な出入者であるかを検索判断して端末機にトークンを生成して転送する。

端末機使用者と端末機関連タグ情報に基づいて端末機が施錠装置のメモリ又はデータベースに登録貯蔵された正当なものと判断される場合、施錠装置からトークンを生成して端末機に転送すると、端末機に設置されたカメラを用いて虹彩イメージを設定された時間内に撮影して虹彩テンプレートとトークンを施錠装置に転送するように求める手段を備える。

USIMチップは、使用者識別のための情報が全て含まれたものであるため、これを端末機と施錠装置療法に採用しようすることもできる。

つまり、USIMチップには端末機使用者が正当な出入者に該当するかを判断する際に使用する出入者情報と端末機で撮影した虹彩イメージから得た虹彩テンプレートと比較するための虹彩テンプレートを貯蔵することもできる。

端末機に設置されたカメラで取得した虹彩イメージから虹彩テンプレートを生成し、生成された虹彩テンプレートを暗号化機を用いて暗号化された虹彩テンプレート情報を生成する手段を備える。

虹彩テンプレートは虹彩イメージらが同一であるかを判断するために虹彩イメージの類似度を行う際に用いられるためにメモリに貯蔵される虹彩イメージフォーマットであり、個人固有の生体特性は含んでいるが、これを覚えるためのメモリの大きさはカメラで測定した原本虹彩イメージに比べて相対的に小さい虹彩イメージフォーマットである。

例えば、原本の虹彩イメージが占めるメモリが約１００Kbyteであれば、これに該当する虹彩テンプレートは約１０KByte程度のメモリで、原本の虹彩イメージデータの約1/10程度である。

これは、虹彩テンプレートは原本の虹彩イメージデータより相当減るという意味である。

虹彩テンプレートは認証時処理速度を高め、貯蔵時にメモリの容量を減らすために虹彩イメージをフーリエ変換又はウェーブレット変換などに加工して個人の固有な生体特性を含むものである。

次は端末機に生成された暗号化された虹彩テンプレートとトークンを近距離無線通信に転送するために端末機を施錠装置に接近させる手段を備える。

近距離無線通信で端末機から転送された暗号化された虹彩テンプレートとトークンを施錠装置で複合化機を用いて複合化する手段を備える。

施錠装置は複合化された虹彩テンプレートとトークンを事前に又は、前記登録手続を経て比較判断し、ロックを解除して出入を許可するか、ロックを維持しながら出入を拒否でき、撮影の再要請時及び非常アラームのいずれか一つ以上を行う手段を備える。

前記トークンは施錠装置とトークン生成機からトークンを発生して端末機に転送し、端末機でカメラで撮影獲得した虹彩テンプレートとトークを受け取り、設定された時間内に撮影され転送されたものであるかを判断するときに使用する。

本発明をなすための、上述した技術的構成であるそれぞれの手段は、互いに順番を変更又は省略可能であれば変更又は省略できる。

上述した暗号化機及び複合化機で暗号化又は複合化する手段も必要に応じて省略することもできる。

端末機と施錠装置に貯蔵される虹彩テンプレートは外部から読み取れないようにするハードウェア及び/又はソフトウェア的にセキュリティを高められる技術的構成で製作搭載するのが好ましい。

端末機に付着されたカメラを用いて獲得した虹彩イメージは個人固有の生体特性を持ちながらメモリ容量の小さい 虹彩テンプレートを暗号化して施錠装置に転送し、転送された虹彩テンプレートを複合化してメモリ又はデータベースに貯蔵された虹彩テンプレートとの類似度を測定するように構成するのが好ましい。

セキュリティを高めるために、カメラを用いて撮影して得られた虹彩テンプレートと端末機に登録貯蔵された虹彩テンプレートとの類似度を比較判断するアルゴリズムは施錠装置のメモリ上に具現するのが好ましい。

一方虹彩テンプレートとの類似度を測定するアルゴリズムは従来広く知られたいかなるものを使用してもかまわない。

一例として、虹彩テンプレートの類似度は虹彩イメージ（虹彩テクスチャ）の全体又は一部領域に対してフーリエ変換又はウェーブレット変換などを行って得た係数列（coefficient sequence）とのユークリッド距離に定義できる。

端末機に固定設置されたカメラで獲得した虹彩テンプレートと施錠装置にちょぞうされた 虹彩テンプレートとの類似度がメモリに設定貯蔵された基準地以上であれば認証され施錠装置が解除され、類似度が設定貯蔵された基準値未満であれば施錠装置はその状態をそのまま維持する。

類似度が基準値以上であるとの意味は、類似性のあるもので施錠装置を解除する状態であり、類似度が基準値未満との意味は類似性が低く施錠装置がロックを維持する状態である。

前記暗号化機と複合化機はソフトウェアとからなり、通常の暗号化又は複合化アルゴリズムを用いて設計政策された暗号化又は複合化プログラムを搭載してもかまわない。

施錠装置でロック解除が完了すると、虹彩テンプレートがハッカーによって流出されないように廃棄されるか、元々の虹彩テンプレートを推論できないように他の形態に変形されるように構成するのが好ましい。

前述した技術的構成に基づいて、本発明の端末機活性化モードについて説明する。

１．施錠装置と端末機との近距離通信で互いに活性化させ、端末機が施錠装置から登録されたものであることを前述した構成で確認する。

２．登録された端末機である場合、施錠装置から施錠装置の固有番号を含んだトークン情報を近距離通信を通じて端末機に転送する。

３．端末機では近距離通信を通じて受信したデータを分析して、施錠装置の固有番号を確認し、虹彩の撮影を行うように端末機のディスプレイ部に表示又は音声で指示する。

４．虹彩の撮影を行う本発明によるソフトウェアを搭載した端末機は、端末機の一側に設けられたハードウェアボタン又は端末機画面のソフトウェアボタンを押して虹彩の撮影を行う。

本発明の施錠装置による端末機の活性化について説明する。

１．施錠装置と端末機間の近距離通信で互いに活性化して、端末機が施錠装置から登録されたものであることを前述した技術的構成で確認する。

２．登録された端末機である場合、施錠装置から施錠装置の固有番号を含んだトークン情報を近距離通信を通じて端末機に転送する。

３．端末機では近距離通信で獲得したデータを分析して、メモリに登録貯蔵された正当な使用者であるかを検索比較して判断する。

４．正当な使用者であることが確認されると、虹彩撮影を行うようにする端末機が設定された手続に沿って虹彩の撮影を行い、これは使用者が端末機の指示に従って虹彩撮影を行えばいいように構成されている。

端末機と施錠装置の活性化は施錠装置の一側に近接センサー、光センサー等に使用者が施錠装置のロック解除を試みようとするとき、施錠装置がこれを認識して端末機で前述したロックを解除する手続を行える構成を備えていれば充分である。

本発明による虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置を利用した虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠方法も、技術的構成が虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置と同一又は変形した場合には本発明の保護範囲に属する。

本発明は近距離無線通信手段とカメラを備えた端末機を施錠装置に接近させると、施錠装置に搭載されたトークン生成機から施錠装置の固有番号及びランダム番号のいずれか一つ以上がトークンに構成され端末機に転送し、設定された時間内に虹彩イメージを撮影して転送するように求め、使用者端末機に固定設置されたカメラで取得した虹彩イメージから虹彩テンプレートを生成し、生成された虹彩テンプレートとトークンを暗号化して近距離無線通信で端末機から施錠装置に転送し、転送された暗号化された虹彩テンプレートとトークンを施錠装置に搭載された複合化機に解読して事前にデータベースに登録貯蔵された虹彩テンプレートとの類似性を比較して出入を許可及び拒否、撮影の再要請及び非常アラームのいずれか一つ以上を行うように構成された虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置を提供してセキュリティと信頼性を大きく向上させるため、産業上の利用可能性が非常に高い。

１１；端末機、１２；施錠装置、
１３；端末機使用者、１４；ホスト、
２１；端末機、２２；撮影部又はカメラ、
２３；品質測定器、２４；前処理機、
２５；テンプレート生成機、２６；暗号化機、
２７；近距離無線通信モジュール、
３１；ドアロック又は施錠装置、３２；トークン生成機、
３３；複合化機、３４；マッチング機、
３５；データベース、３６；施錠装置制御機、
３７；近距離無線通信、３８；使用者インターフェース

Claims (20)

1. 虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置において、
   施錠装置と端末機に認証のための情報を送受信するための近距離無線通信手段；
   出入者を施錠装置のデータベース又はメモリに登録貯蔵する手段；
   端末機に固定設置されたカメラで取得した虹彩イメージ又はこれより生成された虹彩テンプレートを近距離無線通信で施錠装置に転送する手段；及び
   端末機から転送された虹彩イメージ又はこれより生成された虹彩テンプレートと施錠装置に登録された虹彩イメージ又はこれより生成された虹彩テンプレートとの類似性を比較判断して施錠解除、施錠状態を維持、撮影の再要請及び非常アラームのいずれか一つ以上を行う手段；
   端末機情報を施錠装置のデータベース又はメモリに出入者情報とともに事前に登録貯蔵する手段；及び
   端末機との近距離通信と通じて正当な端末機であるかを判別する手段を含み、
   前記近距離無線通信は端末機と施錠装置内部に近距離無線通信（NFC）を内蔵し、両方向通信をなされるように構成し、
   前記端末機は虹彩イメージをカメラで撮影して施錠装置に転送する際に虹彩イメージ撮影視覚情報と撮影される場所に対する位置情報のいずれかを虹彩テンプレートに含ませ転送することを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
2. 請求項１において、
   端末機が虹彩テンプレートを施錠装置に転送する前に、施錠装置に搭載されたトークン生成機から施錠装置の固有番号及びランダム番号のいずれか一つ以上を選択してトークンに構成して端末機に転送することを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
3. 請求項２において、
   前記端末機は、虹彩テンプレートを施錠装置に転送する際にトークンに含まれた施錠装置の固有番号及びランダム番号のいずれかを施錠装置に転送し、施錠装置は前記トークンに含まれていた施錠装置の固有番号及びランダム番号と合っているかを確認して、合っていない場合にエラーメッセージを出すことを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
4. 請求項１において、
   前記正当な端末機であるかを確認する手段は、端末機の固有番号、個人識別番号、OTPのいずれか一つ以上を選択構成して施錠装置に転送するようにすることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
5. 請求項１において、
   前記近距離無線通信で端末機と施錠装置との間で情報をやり取りする際に、セキュリティを高めるためにデジタルウォーターマークと暗号化のいずれかを選択適用して行うことを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
6. 請求項１において、
   前記虹彩テンプレートに含まれる情報は、セキュリティを強化するために割れやすいデジタルウォーターマークに挿入包含させることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
7. 請求項１において、
   前記施錠装置は、端末機から虹彩イメージの撮影時間が転送される際には、施錠装置から前記トークンを生成した時間と比べて施錠装置に設定された時間を超過したものと判断されると、エラー情報を端末機に送り出し、端末機から撮影の行われた場所に関する位置情報が転送される際には、施錠装置から設定された位置範囲を外れたものと判断されるとエラー情報を送り出すことを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
8. 請求項７において、
   前記位置情報は、端末機に提供されるGPS情報を用いた絶対的な位置情報又は端末機の繋がっている基地局又は無線APの固有番号を用いた相手の位置情報を使用した虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
9. 請求項１において、
   前記端末機は、撮影された虹彩イメージの周囲の背景を比較して実際の出入者の虹彩を撮影していることを確認する手段をさらに備えることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
10. 請求項１において、
    前記施錠装置は、出入者を追加で登録する際に、施錠装置に設置された登録のためのボタンで登録を行うか又は、端末機に搭載されたプログラムに登録のための手続を行い、
    端末機に固定設置されたカメラで虹彩を撮影して、施錠装置のデータベース又はメモリに出入者に登録貯蔵する手段を備えることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
11. 請求項１において、
    前記施錠装置は、カメラで測定した虹彩イメージの全体又は一部の領域に対してフーリエ変換又はウェーブレット変換などを遂行して得た係数列間のユークリッド距離を測定し、
    施錠装置に貯蔵された虹彩テンプレートとの類似度がメモリに設定貯蔵された基準値以上であれば認証が成立して施錠装置が解除され、基準値未満であれば施錠状態が維持できるようにすることを特徴とするセキュリティの強化された施錠装置。
12. 請求項１において、
    前記施錠装置は施錠装置に設置された削除ボタン又は、端末機又はコンピュータと連動して施錠装置のデータベース又はメモリに登録貯蔵された出入者の中で不要な人を削除できる手段を備えることを特徴とするセキュリティの強化された施錠装置。
13. 請求項１において、
    前記端末機には鮮明な虹彩イメージを得るためにカメラと近接して照明部がさらに付着設置されることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
14. 請求項１において、
    前記端末機に設置されるカメラは使用者の虹彩を確認しながら容易に撮影できるようにディスプレイ部の位置した面と同じ面に設置されることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
15. 請求項１において、
    前記端末機には他人の強要によって虹彩イメージを生成しなければならない場合には、強要された状況であるという情報を虹彩の撮影時に虹彩テンプレートの生成情報に追加して非常アラームを鳴らせるように撮影前に情報を入力するボタンをさらに備えた虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
16. 請求項１において、
    前記施錠装置は端末機で施錠装置の解除のために虹彩イメージを撮影する際に、使用者が端末機に付着されたハードウェアボタン又はソフトウェアボタンを押して虹彩イメージを獲得することを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
17. 請求項１において、
    前記端末機で撮影モード活性化が施錠装置によってなされる際には、近距離通信で施錠装置によって端末機が活性化されるように構成されることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
18. 請求項１において、
    前記端末機は使用者の持ち歩いている携帯電話又は、スマートフォンであることを特徴とする虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
19. 請求項１において、
    前記端末機にはカメラで撮影獲得した虹彩イメージの鮮明度を判断して虹彩イメージの品質を測定する品質測定機をさらに備えた虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。
20. 請求項１において、
    前記端末機にはカメラで撮影獲得したイメージの中で虹彩イメージのみを抽出する前処理機をさらに備えた虹彩イメージを用いたセキュリティの強化された施錠装置。

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