JP2002196873A - 手書きデータ入力装置及び方法並びに個人認証装置及び方法 - Google Patents

手書きデータ入力装置及び方法並びに個人認証装置及び方法

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JP2002196873A JP2000397636A JP2000397636A JP2002196873A JP 2002196873 A JP2002196873 A JP 2002196873A JP 2000397636 A JP2000397636 A JP 2000397636A JP 2000397636 A JP2000397636 A JP 2000397636A JP 2002196873 A JP2002196873 A JP 2002196873A
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雅二 片桐
Toshiaki Sugimura
利明 杉村
Hirotaka Nakano
博隆 中野
Hiroshi Inaba
洋 稲葉
Tsutomu Akasaka
勉 赤坂
Toshiaki Chai
利昭 茶位
Toshihiro Yasuda
利弘 安田
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Cyber SIGN Japan Inc
Panasonic Mobile Communications Co Ltd
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NTT Docomo Inc
Cyber SIGN Japan Inc
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    • G07C9/35—Individual registration on entry or exit not involving the use of a pass in combination with an identity check by means of a handwritten signature

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子タブレットを用いずに署名等の手書きデ
ータを入力する装置及び方法を提供する。 【解決手段】ステップＳ２−１において、利用者がペン
装置３０を空中で動かして署名を行う。ステップＳ２−
２においては、カメラ手段２０がペン装置３０を撮影
し、その画像データを出力する。ステップＳ２−３にお
いては、座標算出手段２２が上記画像データ（動画デー
タ）に基づき、ペン手段３０のペン先の座標を画面上で
求め、署名データを求める。ステップＳ２−４において
は、比較照合手段４０が、上記の求めた署名データと、
参照データとを比較照合し、両者が近似している場合に
は、「本人である」との認証結果を出力する。このよう
に、利用者が空中で書いた署名データに基づき、個人認
証を行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、署名等の手書きデ
ータを入力する装置及び方法に関する。特に、個人認証
に用いられる署名を入力する装置及び方法に関する。
【０００２】さらに、これらの装置及び方法を用いた個
人認証装置及び方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】個人を識別するための個人認証方法の一
つとして、署名データを利用した個人認証方法が広く知
られている。
【０００４】この方法においては、署名データを入力す
るために電子タブレットと呼ばれる入力装置が一般に必
要である。そして、この電子タブレットは、利用者が署
名を筆記するのに必要な大きさの筆記面を有している必
要がある。利用者がこの筆記面上で署名を筆記すると、
ペン先の座標の時系列データやペンの筆圧等が電子タブ
レットにより取得される。この取得したデータが署名デ
ータとして個人認証に利用されるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、電子タブ
レットはその性質上、ある一定の大きさ・面積を有する
必要があり、小型化（小面積化）に限界がある。
【０００６】したがって、携帯電話等の小型電子機器
に、このような電子タブレットを組み込むことは一般に
困難である。無理に、携帯電話に電子タブレットを組み
込めば、携帯電話等の小型化を阻害してしまう可能性が
大である。
【０００７】さらに、携帯電話以外の一般の電子機器が
署名データを入力する場合には、その電子機器に上述し
た一定の面積を有する電子タブレットを用いる必要があ
る。したがって、一般の電子機器でも、その電子機器の
デザインに一定の制約を生じさせる要因となっている。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、電子タブレットを用いずに署名等の
手書きデータを入力する装置及び方法を提供することで
ある。また、これらの装置及び方法を利用して署名デー
タによる個人の認証を行う装置及び方法を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、利用者が、ペン装置を空中で動かすこと
によって、空中に書いた手書きデータを取得する装置に
おいて、前記利用者によって動かされるペン装置の動画
データを取得するカメラ手段と、前記カメラ手段が取得
したペン装置の動画データに基づき、前記ペン先の前記
動画データの画面上の座標の時系列データを求める座標
算出手段と、を含むことを特徴とする手書きデータ入力
装置である。
【００１０】このような構成によって、空中に書かれた
文字や図形の手書きデータを座標の時系列データとして
取得することができる。
【００１１】また、本発明は、前記ペン装置は、発光手
段を有し、前記座標算出手段は、前記発光手段の前記画
面上における座標を算出することを特徴とする手書きデ
ータ入力装置である。
【００１２】このような構成によれば、発光手段の発す
る光によって画面上の座標を求めることが容易になる。
【００１３】また、本発明は、前記ペン装置は、前記発
光手段の点灯状態と消灯状態とを切り換え可能なペン装
置であり、前記座標算出手段は、前記発光手段が点灯状
態になってから消灯状態に至るまでの前記発光手段の前
記画面上における座標を算出することを特徴とする手書
きデータ入力装置である。
【００１４】このような構成によって、利用者は手書き
データの開始と終了とを明示的に示すことができる。
【００１５】また、本発明は、前記座標算出手段は、前
記ペン装置が前記画面上で所定の第１期間より長い停止
状態から動きを開始した場合の動き開始時点から、その
後所定の第２期間より長い停止状態に至った際の動きを
停止した動き停止時点までの前記ペン装置の前記画面上
における座標を算出することを特徴とする手書きデータ
入力装置である。
【００１６】このような構成によって、ペン装置が発光
手段を備えていなくても、手書きデータの開始と終了と
を明示的に示すことができる。
【００１７】また、本発明は、前記座標算出手段は、前
記ペン装置の座標の変化が所定値より小さい場合に、前
記ペン装置は停止状態にあると判断することを特徴とす
る手書きデータ入力装置である。
【００１８】人間がペン装置を空中で停止させようとす
る場合、わずかに揺らいでしまうことが実際には多いと
考えられる。したがって、所定値より小さい動きは無視
して静止状態であると判断することが実際には好まし
い。
【００１９】また、本発明は、前記座標算出手段は、前
記ペン装置が前記第１期間より長い停止状態にあると判
断した場合に、前記利用者に手書きデータの入力の開始
を知らせ、前記ペン装置が前記第２期間より長い停止状
態にあると判断した場合に、前記利用者に手書きデータ
の入力の終了を知らせることを特徴とする手書きデータ
入力装置である。
【００２０】このような構成によれば利用者は署名の開
始タイミングを容易に知ることができ、また、署名動作
が終了したことを装置が認識したか否かを容易に知るこ
とができる。
【００２１】また、本発明は、前記座標算出手段は、音
によって手書きデータの入力の開始を知らせ、また、音
によって手書きデータの入力の終了を知らせることを特
徴とする手書きデータ入力装置である。
【００２２】このような構成によって、利用者は音によ
って、手書きデータの入力の開始を知ることができ、ま
た、署名動作が終了したことを装置が認識したか否かを
容易に知ることができる。
【００２３】また、本発明は、前記座標算出手段は、外
部からの音声によって、手書きデータの算出の開始時点
及び終了時点を認識することを特徴とする手書きデータ
入力装置である。
【００２４】このような構成によって、音声によって開
始時点／終了時点が明確に指示される。
【００２５】また、本発明は、前記音声は、前記利用者
の声、又はペン装置に設けられたペンスイッチの音であ
ることを特徴とする手書きデータ入力装置である。
【００２６】このような構成によって、利用者は自己の
声や、ペンスイッチの音を用いて手書きデータの開始時
点／終了時点を明確に示すことができる。
【００２７】また、本発明は、前記座標の時系列データ
を表示する表示手段、を含むことを特徴とする手書きデ
ータ入力装置である。
【００２８】このような構成によって、利用者は、手書
きデータを時系列データを視覚的に確認することができ
る。
【００２９】また、本発明は、上記の手書きデータ入力
装置に加えて、あらかじめ正当な本人の署名データであ
る参照データが記憶されている記憶手段と、前記参照デ
ータと、前記手書きデータ入力装置が手書きデータとし
て入力した前記利用者の署名データと、を比較照合し、
両者が同一人による署名であると判断する場合には本人
である旨の認証結果を出力する比較照合手段と、を含む
ことを特徴とする個人認証装置である。
【００３０】このような構成によれば、上記の各手書き
データ入力装置と同様の作用を有する個人認証装置が得
られ、空中に書かれた署名データを用いて個人認証を行
うことができる。
【００３１】さらに、本発明は、上記課題を解決するた
めに、利用者が、ペン装置を空中で動かすことによっ
て、空中に書いた手書きデータを取得する方法におい
て、前記利用者によって動かされるペン装置の動画デー
タを取得する取得ステップと、前記取得したペン装置の
動画データに基づき、前記ペン先の前記動画データの画
面上の座標の時系列データを求める座標算出ステップ
と、を含むことを特徴とする手書きデータ入力方法であ
る。
【００３２】このような構成によって、空中に書かれた
文字や図形の手書きデータを座標の時系列データとして
取得することができる。
【００３３】また、本発明は、前記ペン装置は、発光手
段を有し、前記座標算出ステップにおいては、前記発光
手段の前記画面上における座標を算出することを特徴と
する手書きデータ入力方法である。
【００３４】このような構成によれば、発光手段の発す
る光によって画面上の座標を求めることが容易になる。
【００３５】また、本発明は、前記ペン装置は、前記発
光手段の点灯状態と消灯状態とを切り換え可能なペン装
置であり、前記座標算出ステップにおいては、前記発光
手段が点灯状態になってから消灯状態に至るまでの前記
発光手段の前記画面上における座標を算出することを特
徴とする手書きデータ入力方法である。
【００３６】このような構成によって、利用者は手書き
データの開始と終了とを明示的に示すことができる。
【００３７】また、本発明は、前記座標算出ステップに
おいては、前記ペン装置が前記画面上で所定の第１期間
より長い停止状態から動きを開始した場合の動き開始時
点から、その後所定の第２期間より長い停止状態に至っ
た際の動きを停止した動き停止時点までの前記ペン装置
の前記画面上における座標を算出することを特徴とする
手書きデータ入力方法である。
【００３８】このような構成によって、ペン装置が発光
手段を備えていなくても、手書きデータの開始と終了と
を明示的に示すことができる。
【００３９】また、本発明は、前記座標算出ステップに
おいては、前記ペン装置の座標の変化が所定値より小さ
い場合に、前記ペン装置は停止状態にあると判断するこ
とを特徴とする手書きデータ入力方法である。
【００４０】人間がペン装置を空中で停止させようとす
る場合、わずかに揺らいでしまうことが実際には多いと
考えられる。したがって、所定値より小さい動きは無視
して静止状態であると判断することが実際には好まし
い。
【００４１】また、本発明は、前記座標算出ステップに
おいては、前記ペン装置が前記第１期間より長い停止状
態にあると判断した場合に、前記利用者に手書きデータ
の入力の開始を知らせ、前記ペン装置が前記第２期間よ
り長い停止状態にあると判断した場合に、前記利用者に
手書きデータの入力の終了を知らせることを特徴とする
手書きデータ入力方法である。
【００４２】このような構成によれば利用者は署名の開
始タイミングを容易に知ることができ、また、署名動作
が終了したことを装置が認識したか否かを容易に知るこ
とができる。
【００４３】また、本発明は、前記座標算出ステップ
は、音によって手書きデータの入力の開始を知らせ、ま
た、音によって手書きデータの入力の終了を知らせるこ
とを特徴とする手書きデータ入力方法である。
【００４４】このような構成によって、利用者は音によ
って、手書きデータの入力の開始を知ることができ、ま
た音によって、署名動作が終了したことを装置が認識し
たか否かを容易に知ることができる。
【００４５】また、本発明は、前記座標算出ステップ
は、外部からの音声によって、手書きデータの算出の開
始時点及び終了時点を認識することを特徴とする手書き
データ入力方法である。
【００４６】このような構成によれば、音声によって開
始時点／終了時点が明確に指示される。
【００４７】また、本発明は、前記音声は、前記利用者
の声、又はペン装置に設けられたペンスイッチの音であ
ることを特徴とする手書きデータ入力方法である。
【００４８】このような構成によって、利用者は自己の
声や、ペンスイッチの音を用いて手書きデータの開始時
点／終了時点を明確に示すことができる。
【００４９】また、本発明は、上記手書きデータ入力方
法を含む個人認証方法において、あらかじめ正当な本人
の署名データである参照データと、前記手書きデータ入
力方法を用いて手書きデータとして入力した前記利用者
の署名データと、を比較照合し、両者が同一人による署
名であると判断する場合には本人である旨の認証結果を
出力する比較照合ステップ、を含むことを特徴とする個
人認証方法である。
【００５０】このような構成によれば、上記の各手書き
データ入力装置と同様の作用を有する個人認証装置が得
られる。特に、空中（３次元空間）に書かれた署名デー
タを取得し、その署名データを個人認証に利用可能とな
る。
【００５１】また、本発明は、利用者が、ペン装置を所
定の平板の面に沿って動かすことによって、前記平板の
面と平行な空中の平面上に書いた手書きデータを取得す
る装置において、前記利用者によって動かされるペン装
置の動画データを取得するカメラ手段と、前記カメラ手
段が取得したペン装置の動画データに基づき、前記ペン
先の前記動画データの画面上の座標の時系列データを求
める座標算出手段と、を含むことを特徴とする手書きデ
ータ入力装置である。
【００５２】このような構成によれば、利用者は手書き
データを平板に沿って書くことができるので、描画の際
のガイドとして平板を利用することができる。平板とし
ては、透明なたとえばガラス平板等が好ましい。また、
書いている面と反対側の面に向いた方向からカメラ手段
が撮影することが望ましい。
【００５３】さらに、本発明は、利用者が、指を空中で
動かすことによって、空中に書いた手書きデータを取得
する装置において、前記利用者が動かす指の動画データ
を取得するカメラ手段と、前記カメラ手段が取得した前
記指の動画データに基づき、前記指の前記動画データの
画面上の座標の時系列データを求める座標算出手段と、
を含むことを特徴とする手書きデータ入力装置である。
【００５４】このような構成によって、利用者はペン装
置を用いずに自己の指で書いた手書きデータを入力する
ことができる。
【００５５】また、本発明は、前記指には、マーカが付
されており、前記座標算出手段は、前記指のマーカの座
標の時系列データを求めることを特徴とする手書きデー
タ入力装置である。
【００５６】このような構成によれば、マーカによって
指の座標の算出が容易となる。
【００５７】また、本発明は、利用者が、指を空中で動
かすことによって、空中に書いた手書きデータを取得す
る方法において、前記利用者が動かす指の動画データを
取得する取得ステップと、前記取得した前記指の動画デ
ータに基づき、前記指の前記動画データの画面上の座標
の時系列データを求める座標算出ステップと、を含むこ
とを特徴とする手書きデータ入力方法である。
【００５８】このような構成によって、利用者はペン装
置を用いずに自己の指で書いた手書きデータを入力する
ことができる。
【００５９】また、本発明は、前記指には、マーカが付
されており、前記座標算出手段は、前記指のマーカの座
標の時系列データを求めることを特徴とする手書きデー
タ入力方法である。
【００６０】このような構成によれば、マーカによって
指の座標の算出が容易となる。
【００６１】また、本発明は、前記発光手段は、変調光
を発し、前記座標算出手段は、前記動画データ中から前
記変調光の部分の座標を算出することを特徴とする手書
きデータ入力装置である。
【００６２】そして、本発明は、前記発光手段は、変調
光を発し、前記座標算出ステップは、前記動画データ中
から前記変調光の部分の座標を算出することを特徴とす
る手書きデータ入力方法である。
【００６３】これらの発明の構成によれば、変調されて
いる光のみを選び出すことによって、容易にペン装置
（発光手段）の座標を求めることができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【００６５】実施の形態１ 図１には、本発明の好適な実施の形態である個人認証装
置１０の構成ブロック図が示されている。この図に示す
ように、個人認証装置１０は、利用者の手書きデータで
ある署名データを入力する手書きデータ入力手段１２
と、この手書きデータをあらかじめ記録してある署名デ
ータと比較照合し、その利用者が本人であるか否かを判
断する署名照合手段１４と、を備えている。
【００６６】手書きデータ入力手段１２は、カメラ手段
２０と、座標算出手段２２と、を備えている。カメラ手
段２０は、利用者が空中で動かすペン装置３０の画像を
撮影し、動画である画像データを出力する。座標算出手
段２２は、この画像データに基づき、ペン装置３０のペ
ン先の座標の時系列データを算出する。なお、この座標
は、画像データの画面上の座標、すなわち２次元の値で
ある。この座標の時系列データは、利用者がペン装置３
０を用いて空中に書いた手書きデータを表している。
【００６７】そして、利用者が空中に署名を書いた場合
には、この手書きデータは個人認証の対象となる署名デ
ータとして利用可能である。
【００６８】署名照合手段１４は、比較照合手段４０
と、記憶手段４２とを備えている。
【００６９】比較照合手段４０は、上記座標算出手段２
２が出力する手書きデータ（署名データ）を、記憶手段
４２にあらかじめ格納されている参照データと比較照合
する。そして、比較照合の結果、同一人による署名デー
タであると判断できる程度に両者が近似している場合に
は、「本人である」との認証結果を出力するのである。
ここで、参照データとは、あらかじめ本人が登録してお
いた本人の署名データである。
【００７０】以下、個人認証装置１０の詳細な個人認証
動作、すなわち個人認証方法の動作を図２のフローチャ
ートに基づき説明する。
【００７１】まず、ステップＳ２−１において、利用者
がペン装置３０を空中で動かして署名を行う。このペン
装置３０の説明図が図３に示されている。この図に示す
ように、ペン装置３０のペン先には発光手段３２が設け
られている。発光手段３２はＬＥＤ（発光ダイオード）
やランプ等を備え、光を発することができる。
【００７２】また、ペン装置３０には、ボタンスイッチ
３４が備えられている。利用者は、このボタンスイッチ
３４を指で操作することによって、発光手段３２を点灯
させたり、消灯させることができる。
【００７３】利用者は、まずこのボタンスイッチ３４を
用いて発光手段３２を点灯させる。これによって、署名
動作の開始を示しているのである。発光手段３２が点灯
状態のまま、利用者は署名動作を行い、署名動作が終了
した時点でボタンスイッチ３４を操作し、発光手段３２
を消灯させる。この消灯によって署名動作の終了を表す
ことができる。
【００７４】本実施の形態１において発光手段３２を備
えたペン装置３０を利用している理由は、（１）上に述
べたように署名動作の開始と終了を明示的に示すため、
（２）ペン先の座標の検知を容易にするため、の２つで
ある。これらについては後に再び説明する。
【００７５】次に、ステップＳ２−２においては、カメ
ラ手段２０がペン装置３０を撮影し、その画像データを
出力する。カメラ手段３０はビデオカメラであり、出力
する画像データは１秒間に１２０フレーム程度の動画デ
ータである。このようにして、ステップＳ２−３におい
て動画データの取得が実行される。
【００７６】なお、若干個人認証の精度は低下するが、
１秒間に１５〜３０フレーム程度の動画データを出力す
る一般的なビデオカメラを利用することも可能である。
【００７７】ステップＳ２−３においては、座標算出手
段２２が上記画像データ（動画データ）に基づき、ペン
手段３０の座標を画面上で求め、座標の時系列データ、
すなわち署名データを求める。
【００７８】この際、座標算出手段２２は、画像データ
中の輝度が大きい部分について座標を求めている。詳細
に言えば、輝度が所定のしきい値α以上の部分領域を取
り出し、その部分領域の輝度の重心位置を求め、その重
心位置をペン先と見なし、このペン先の座標を求めてい
る。なお、位置を求めるのはペン装置３０のどの部分で
もかまわない。一般にはペンの「先」が撮影しやすいた
め、この「先」の部位の座標を求めるのが好ましいと考
えられる。
【００７９】このように、本実施の形態１においては、
発光手段３２を有するペン装置３０を用いることによっ
て、ペン装置の位置を画像データから容易に求めること
ができる。
【００８０】なお、本実施の形態１では、ペン装置３０
の座標を画面上で求めているが、この動作は、ペン装置
３０の位置を空間中の仮想的な平面に投影し、その投影
点の座標を求めていることと本質的に等価である。
【００８１】図４には、この座標の算出の際の仮想的な
平面Ｐ１の説明図が示されている。この平面Ｐ１は、画
面と平行な平面であって、両者はいずれもカメラ手段２
０の光軸に垂直な平面である。画像データの画面上にお
ける辺装置３０の軌跡は、利用者が署名を行った際の辺
装置３０の空間上の軌跡を仮想平面Ｐ１に投影した場合
の軌跡と相似形であり、実質的には同様のデータであ
る。
【００８２】したがって、画面の上で横方向の座標（図
４中ではＸ座標）や縦方向の座標（図４中ではＹ座標）
を求めることは、利用者が署名を行った際の辺装置３０
の軌跡を平面Ｐ１に投影した場合のその平面Ｐ１上にお
ける軌跡の座標データを求めることと実質的に等価であ
る。
【００８３】さらに、座標算出手段２２は、時系列デー
タである署名データの開始時点と終了時点とを以下のよ
うにして判断している。
【００８４】まず、画像データ中に輝度が所定のしきい
値以上の部分が現れた時点を利用者が署名を開始した時
点であると判断し、その時点からの時系列データを署名
データとして取り扱っている。
【００８５】そして、画像データ中において、所定のし
きい値α以上の輝度の部分が消失した時点を利用者が署
名を終了した時点であると判断し、その時点までの時系
列データを署名データとして取り扱っている。
【００８６】座標算出手段２２はこのような動作をして
いるので、ステップＳ２−１で説明した利用者の署名動
作に基づき、署名データの開始と終了とを容易に判断す
ることができるのである。
【００８７】ステップＳ２−４においては、比較照合手
段４０が、上記の求めた署名データと、参照データとを
比較照合する。比較照合の結果、両者が同一人に由来す
るデータであると認められるほど近似している場合に
は、「本人である」との認証結果を出力する。逆に近似
していない場合には、「本人ではない」との認証結果を
出力する。参照データは、本人があらかじめ記憶手段４
２に登録しておく署名データであるが、この参照データ
も本人があらかじめ空中で行った署名の署名データであ
る。
【００８８】利用者が空中に署名を書いた場合の座標の
時系列データは、従来の電子タブレットで取得する署名
データと同様に、ペン先の位置の座標の時系列データで
ある。両者は単に電子タブレット上で書いたか、空中で
書いたかの差があるだけで、個人のバイオメトリックデ
ータという署名としての本質的な性質は同様であり、こ
れまで述べたように署名照合に利用することができるの
である。
【００８９】このように、本実施の形態１によれば、利
用者が空中で書いた署名データに基づき、個人認証を行
うことが可能である。
【００９０】なお、座標算出手段２２や比較照合手段４
０は、コンピュータ、すなわちソフトウェアとそのソフ
トウェアを実行するプロセッサによって構成することが
好ましい。特に迅速な認証動作が必要な場合には専用の
ＬＳＩ等のハードウェアで構成することも好ましい。さ
らに、座標算出手段２２は、いわゆるビデオトラッカー
を用いて構成することも好ましい。
【００９１】また、記憶手段４２は、ハードディスクや
フレキシブルディスク等の磁気記憶手段で構成しても良
いし、ＣＤＲＯＭやＭＯ等の光ディスクで構成しても良
い。また、記憶手段４２はフラッシュメモリ等の半導体
記憶手段を利用しても良い。
【００９２】実施の形態２（開始と終了の判断の変形
例） 実施の形態１では、座標算出手段２２は、署名動作の開
始時点と終了時点とを、ペン装置３０の点灯・消灯状態
で判断している。
【００９３】しかし、その他の手法で開始時点と終了時
点とを判断しても良い。
【００９４】たとえば、利用者がペン装置３０を空中に
所定期間Ｔ１より長い期間静止させ、その後、ペン装置
３０を動かし始めた場合に、その動かし始めた時点を署
名の開始時点と判断するのである。
【００９５】この場合には、座標算出手段２２２は、ペ
ン装置３０が静止してから所定期間Ｔ１以上経過した場
合に、Ｔ１以上時間が経過し署名を入力可能な状態にな
った旨をベル音等で利用者に知らせることが望ましい。
また、音声で「署名を開始してください」等のメッセー
ジを出力することも好ましい。また、所定のライトを点
灯させることも好ましい。これらによって利用者は期間
Ｔ１が経過し、署名動作を開始しても良いことを知るこ
とができるのである。
【００９６】また、署名動作が終了する際に、利用者が
ペン装置３０を空中に所定期間Ｔ２より長い期間静止さ
せた場合に、その静止を始めた時点（動きを止めた時
点）を署名の終了時点と判断するのである。
【００９７】この場合には、座標算出手段２２は、ペン
装置３０が静止してから所定期間Ｔ２以上経過した場合
に、その経過をベル音等で利用者に知らせることが望ま
しい。また、音声で「署名データの取得が完了しまし
た」等のメッセージを出力することも好ましい。また、
所定のライトを点灯させることも好ましい。これらによ
って利用者は期間Ｔ２が経過し、署名動作の終了が検知
されたことを知ることができるのである。
【００９８】なお、ペン装置３０が停止状態であるか否
かに関しては、ペン装置３０の座標の変化が所定値以下
である場合に停止状態であると判断することが好まし
い。人間が空中でペン装置３０を停止させる場合、一般
には多少の揺らぎが生じてしまうと考えられる。そのた
め、「静止」を厳密に適用すると座標が少し変化しても
「動いている」と判断してしまうことになり、妥当では
ない。
【００９９】したがって、ごく小さな値を用意し、この
値より動きが小さい場合には「静止」であると判断する
ことが好ましい。なお、ここで動きとは、画像の各フレ
ーム間のペン座標の変化を一般には意味する。
【０１００】実施の形態３（ペン装置３０の変形例） 実施の形態１では、発光手段３２を有するペン装置３０
を用いて利用者が空中で署名動作を行った。図３におい
ては、このペン装置３０が通常のペンと同様の形状を有
するように書かれているが、発光手段３２を有していれ
ば、どのような形状でもかまわない。
【０１０１】また、実施の形態１では、ペン装置３０は
発光手段３２を有する構成としたが、画像の上で周囲と
識別可能であれば発光手段３２は備えられていなくても
かまわない。たとえば、周囲には存在しない色彩や、極
めて珍しい模様等をペン装置３０に施せば、画像データ
上でペン先を識別することも可能である。このような場
合には発光手段３２は必ずしも必要ではない。
【０１０２】なお、発光手段３２を用いない場合には、
署名の開始と終了とを発光手段３２の点灯状態／消灯状
態で表現することが困難であるため、上記実施の形態２
で説明したようにペン装置３０を一定期間停止させるこ
とによって、署名の開始と終了とを示す構成が好まし
い。また、別途個人認証装置１０に設けられたスイッチ
手段等で署名の開始と終了とを利用者が指示することも
好ましい。
【０１０３】さらに、ペン装置３０を用いずに署名動作
をすることも好ましい。たとえば精度の高い画像認識技
術を用いれば、利用者の指等を画像上で識別することも
可能である。この場合、利用者がマニキュアや指輪等画
像上識別しやすい色や形状を手に有している場合には、
これらマニキュアの色や指輪の形状等を画像識別により
認識し、それらの動きの座標データを検出し、署名デー
タを求めることも好ましい。
【０１０４】実施の形態４（手書きデータ入力装置） 上記実施の形態１〜３では、手書きデータ入力手段１２
を用いた個人認証装置及び方法について説明したが、手
書きデータ入力手段１２は、従来の電子タブレットと同
様に署名データ以外の様々な手書きデータも入力するこ
とが可能である。したがって、従来の電子タブレットの
代わりに手書きデータ入力手段１２を手書きデータ入力
装置として使用し、図形や絵を入力する装置を構成する
ことも好ましい。
【０１０５】実施の形態５（平板によるガイド） 上記実施の形態１〜４では、空中に手書きデータ、署名
データを書く場合について説明したが、平板状のガイド
が存在すれば、利用者はより手書きデータを書きやすく
なる。
【０１０６】このような例が図５に示されている。この
図において、ガラス平板５０は透明な板であり、このガ
ラス平板５０の一方の面上で利用者は手書きデータを書
く。このとき、ガラス平板５０の存在によって利用者は
ペン装置３０を支えることができるため、手書きデータ
を書きやすくなるという効果がある。
【０１０７】また、カメラ手段２０は、図５に示すよう
にガラス平板５０の裏面側から撮影をしている。このよ
うな撮影は、透明なガラス平板５０を用いているため、
可能になったものである。ここで、裏面とは、利用者が
手書きデータを書いている面と反対側の面を言う。
【０１０８】なお、ガラス平板５０を用いたが、透明な
平板であれば他の材質でももちろんかまわない。
【０１０９】実施の形態６（指又は指につけたマーカ） 上記実施の形態１〜５では、ペン装置３０を用いていた
が、単に「指」を用いることも好ましい。この指を画像
データ中において認識できれば、上述した原理と同様の
原理によって、手書きデータを座標の時系列データとし
て得ることが可能である。
【０１１０】また、指にマーカを付することも好まし
い。このマーカは画像中において識別することが容易で
ある。したがって、マーカの座標を求めることによって
実質的に指の座標を求めることが容易となる効果があ
る。
【０１１１】なお、マーカとは、目立つ色の各種塗料、
蛍光塗料、夜光塗料等だけでなく、反射テープのように
光を反射して目立たせる働きを有する手段一般を含む概
念である。これらマーカは、画像中において周囲と区別
しやすいので、その座標を容易に求めることができる。
【０１１２】実施の形態７（開始時点と終了時点） 手書きデータを座標の時系列データとして得る手法につ
いて述べてきたが、この手書きデータの開始時点と終了
時点の判断はペン装置３０の点灯状態、消灯状態で判断
する手法の他にも種々の手法が考えられる。
【０１１３】たとえば、利用者の声や、ペンスイッチの
音で判断することも好ましい。また、ペン装置３０に所
定の音を発する仕組みを設けておき、利用者がそれを操
作することによって、その所定の音で手書きデータの開
始・終了を明示的に指示することも好ましい。
【０１１４】このように、音（声）で開始時点と終了時
点とを判断する場合には、座標算出手段２２にそのよう
な音声データを供給し、座標算出手段２２がその音声デ
ータに基づいて開始時点と終了時点とを判断する構成が
好適である。開始時点や終了時点は、座標算出手段２２
が知る必要があるからである。
【０１１５】実施の形態８（手書きデータの表示） これまで、手書きデータの入力について説明したが、利
用者が自分が入力した手書きデータを確認できれば便利
である。図６には入力した手書きデータを表示する表示
手段６０を設けた構成を示す説明図が示されている。こ
の表示手段６０は、座標の時系列データを受信し、その
各座標を表示する機能を有している。この表示手段６０
は、たとえばパーソナルコンピュータ等で実現すること
ができる。表示の手段は、液晶表示画面を用いても良い
し、ＣＲＴを用いてもかまわない。
【０１１６】なお、この表示に際して、各座標を時系列
の順番で線分で結び、その線分も表示すれば、粗い時間
間隔で座標を取得した場合でもなめらかな表示が得られ
る。また、単なる線分ではなく、スプライン等の曲線で
補間した図形を示すことも好ましい。
【０１１７】また、表示は手書き動作と同時に、いわゆ
るリアルタイムで行うことが一般には望ましいが、手書
き動作が完了してから全体を表示するようにしてもよ
い。手書き動作の最中には手元を見ているのが、ものを
書く人間の本来の動作に近く、書きながら表示画面を見
るのが困難な場合も考えられる。そのため、署名動作が
完了してから、表示画面を見たいという利用者も多いと
考えられる。
【０１１８】このように手書きデータを表示することに
よって、利用者は自己の入力した手書きデータを知るこ
とができ、利便性の向上が図られる。
【０１１９】実施の形態９（変調光の利用） ペン装置３０に設けられる発光手段３２は、周囲に比べ
て画像上輝度が高くなる。そのため、画像上容易にペン
装置３０を周囲と区別して認識することができる。
【０１２０】さらに、発光手段３２の光を変調光とする
ことも好ましい。
【０１２１】たとえば、発光手段３２の光を１００Ｈｚ
程度の周波数で明滅させるのである。そして、動画像デ
ータの中から、１００Ｈｚで明滅する光のみをフィルタ
リングで取り出せば、発光手段３２の位置を明確に認識
することが可能である。このように発光手段３２を所定
周期で明滅させることは、特に周囲の輝度が高い場合
（昼間の屋外等）に手書きデータ又は署名データを入力
する場合に効果を発揮する。周囲の輝度が高い場合に
は、発光手段３２の光の輝度を周囲より高くすることは
困難であるので単に発光手段３２が光を発するだけでは
ペン装置３０の識別が困難となることも考えられる。そ
の一方、自然界には１００Ｈｚ程度で明滅を繰り返す光
源はほとんど存在しないため、変調光を採用すれば、ペ
ン装置３０を容易に識別できるからである。
【０１２２】変調光（たとえば１００Ｈｚで明滅）のみ
を取り出すフィルタリングの手法は種々の手法を利用す
ることができる。たとえば、１００Ｈｚの周波数で明滅
を繰り返すということは、端的に言えば、５ｍ秒の間点
灯し、続く５ｍ秒の間消灯し、これを繰り返すことであ
る。したがって、点灯している５ｍ秒の間の動画データ
から、消灯している５ｍ秒の動画データを減算すれば、
明滅状態が反転している発光手段３２の輝度の絶対値は
約２倍に大きくなるが、輝度がほとんど変化していない
周囲は、ほぼ同一の値同士の減算となる。したがって、
周囲の画像データの値は０に近くなる一方、発光手段３
２の部位のデータ値はその絶対値がほぼ２倍になる。し
たがって、このような処理を施した後に、画像中の絶対
値の大きな領域を取り出せば、容易に発光手段３２の領
域を取り出すことができる。
【０１２３】本実施の形態９においては、このフィルタ
リング動作は、座標算出手段２２が実行する。取り出さ
れた発光手段３２の上記領域の座標の算出は、座標算出
手段２２が実行するからである。
【０１２４】このように、本実施の形態９によれば、発
光手段３２が発する光を変調光としたので、周囲の輝度
が高い場合でも発光手段３２を画像の上で区別すること
が可能である。その結果、明るい場所でもペン装置３０
の位置を把握することができるの で、利用者は昼間の
屋外等でも手書きデータや署名データを入力することが
可能となる。
【０１２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、利
用者が空中で書いた手書きデータを入力することができ
るため、ある程度の面積を必要とする電子タブレットを
用いた場合に比較して装置の小型化を図ることができ
る。その結果、携帯電話等の小型電子機器にも手書きデ
ータ入力機能を備えさせることが可能である。
【０１２６】また、ペン装置に発光手段を設ければ、ペ
ン先の座標を検知しやすくなり、手書きデータの入力精
度が向上する。
【０１２７】また、このような手書きデータ入力装置を
用いて個人認証に利用する署名データを入力すれば、小
型の電子機器上で個人認証を実行することができる。
【０１２８】また、発光手段の点灯／消灯状態で署名デ
ータの開始時点と終了時点とを表しているため、署名デ
ータの取得の開始／終了を判断するのが容易になる。
【０１２９】さらに、ペン装置が一定期間以上停止して
いる状態を検知して、手書きデータの入力の開始と終了
とを判断すれば、ペン装置に発光手段を備えさせる必要
がなくなる。特に、この場合は、開始や終了が判明した
時点で利用者に音等で知らせれば、利用者は開始時点／
終了時点を容易に知ることが可能である。
【０１３０】また、これまで述べた手書きデータ入力装
置／方法を利用して個人認証装置／方法を構成すれば、
同様の効果が得られる個人認証装置／方法が構成可能で
ある。
【０１３１】さらに、手書きデータを所定の平板に沿っ
て書くように構成すれば、手書きの動作の実行を円滑に
することが可能である。
【０１３２】また、本発明は、利用者の音声やペンスイ
ッチの音で、手書きデータの開始時点／終了時点を指示
するように構成しているので、利用者は開始時点／終了
時点を明示的に示すことができ、円滑な手書きデータの
入力や署名動作が可能である。
【０１３３】また、入力した手書きデータを表示する手
段を設けているので、利用者は自分が書いた手書きデー
タを確認することができるので、安心して手書きデータ
の入力をすることができる。
【０１３４】さらに、本発明は、ペン装置を用いずに利
用者の指で手書きデータを書くように構成しているの
で、ペン装置を準備する必要がなくなる。特に、指にマ
ーカを付せば、このマーカの座標を求めることによっ
て、容易に指の座標を求めることが可能である。
【０１３５】また、本発明においては、変調光を利用し
たので、ペン装置の発する光を容易に識別可能である。
その結果、周囲が明るい場合でも、手書きデータや署名
データの入力を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態１の個人認証装置の
構成ブロック図である。
【図２】本実施の形態１の個人認証方法の動作の流れを
表すフローチャートである。
【図３】ペン装置の説明図である。
【図４】座標の算出の説明図である。
【図５】ガラス平板を用いた例を示す説明図である。
【図６】表示手段を用いた例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 個人認証装置 １２ 手書きデータ入力手段 １４ 署名照合手段 ２０ カメラ手段 ２２ 座標算出手段 ３０ ペン装置 ３２ 発光手段 ３４ ボタンスイッチ ４０ 比較照合手段 ４２ 記憶手段 ５０ ガラス平板 ６０ 表示手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 雅二 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 (72)発明者 杉村 利明 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 (72)発明者 中野 博隆 東京都千代田区永田町二丁目11番１号 株 式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ内 (72)発明者 稲葉 洋 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 赤坂 勉 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 茶位 利昭 東京都世田谷区用賀４丁目５番16号 ＴＥ ビル５Ｆ 日本サイバーサイン株式会社内 (72)発明者 安田 利弘 東京都世田谷区用賀４丁目５番16号 ＴＥ ビル５Ｆ 日本サイバーサイン株式会社内 Ｆターム(参考） 5B047 AA23 AA27 BB06 5B068 AA01 BB18 BC02 BC07 BD09 BD17 BE06 BE08 CC17 CC19 5B087 AA00 AC02 AE00 BC03 BC12 BC13 BC26 BC32 DD03 DD17

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 利用者が、ペン装置を空中で動かすこと
    によって、空中に書いた手書きデータを取得する装置に
    おいて、 前記利用者によって動かされるペン装置の動画データを
    取得するカメラ手段と、 前記カメラ手段が取得したペン装置の動画データに基づ
    き、前記ペン先の前記動画データの画面上の座標の時系
    列データを求める座標算出手段と、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記ペン装置は、発光手段を有し、 前記座標算出手段は、前記発光手段の前記画面上におけ
    る座標を算出することを特徴とする手書きデータ入力装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記ペン装置は、前記発光手段の点灯状態と消灯状態と
    を切り換え可能なペン装置であり、 前記座標算出手段は、前記発光手段が点灯状態になって
    から消灯状態に至るまでの前記発光手段の前記画面上に
    おける座標を算出することを特徴とする手書きデータ入
    力装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記座標算出手段は、前記ペン装置が前記画面上で所定
    の第１期間より長い停止状態から動きを開始した場合の
    動き開始時点から、その後所定の第２期間より長い停止
    状態に至った際の動きを停止した動き停止時点までの前
    記ペン装置の前記画面上における座標を算出することを
    特徴とする手書きデータ入力装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記座標算出手段は、前記ペン装置の座標の変化が所定
    値より小さい場合に、前記ペン装置は停止状態にあると
    判断することを特徴とする手書きデータ入力装置。
  6. 【請求項６】 請求項４記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記座標算出手段は、 前記ペン装置が前記第１期間より長い停止状態にあると
    判断した場合に、前記利用者に手書きデータの入力の開
    始を知らせ、 前記ペン装置が前記第２期間より長い停止状態にあると
    判断した場合に、前記利用者に手書きデータの入力の終
    了を知らせることを特徴とする手書きデータ入力装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記座標算出手段は、音によって手書きデータの入力の
    開始を知らせ、また、音によって手書きデータの入力の
    終了を知らせることを特徴とする手書きデータ入力装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記座標算出手段は、外部からの音声によって、手書き
    データの算出の開始時点及び終了時点を認識することを
    特徴とする手書きデータ入力装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の手書きデータ入力装置に
    おいて、 前記音声は、前記利用者の声、又はペン装置に設けられ
    たペンスイッチの音であることを特徴とする手書きデー
    タ入力装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の手書きデータ入力
    装置において、 前記座標の時系列データを表示する表示手段、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力装置。
  11. 【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれかの請求項に
    記載の手書きデータ入力装置を備えた個人認証装置にお
    いて、 あらかじめ正当な本人の署名データである参照データが
    記憶されている記憶手段と、 前記参照データと、前記手書きデータ入力装置が手書き
    データとして入力した前記利用者の署名データと、を比
    較照合し、両者が同一人による署名であると判断する場
    合には本人である旨の認証結果を出力する比較照合手段
    と、 を含むことを特徴とする個人認証装置。
  12. 【請求項１２】利用者が、ペン装置を空中で動かすこと
    によって、空中に書いた手書きデータを取得する方法に
    おいて、 前記利用者によって動かされるペン装置の動画データを
    取得する取得ステップと、 前記取得したペン装置の動画データに基づき、前記ペン
    先の前記動画データの画面上の座標の時系列データを求
    める座標算出ステップと、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記ペン装置は、発光手段を有し、 前記座標算出ステップにおいては、前記発光手段の前記
    画面上における座標を算出することを特徴とする手書き
    データ入力方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記ペン装置は、前記発光手段の点灯状態と消灯状態と
    を切り換え可能なペン装置であり、 前記座標算出ステップにおいては、前記発光手段が点灯
    状態になってから消灯状態に至るまでの前記発光手段の
    前記画面上における座標を算出することを特徴とする手
    書きデータ入力方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１２記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記座標算出ステップにおいては、前記ペン装置が前記
    画面上で所定の第１期間より長い停止状態から動きを開
    始した場合の動き開始時点から、その後所定の第２期間
    より長い停止状態に至った際の動きを停止した動き停止
    時点までの前記ペン装置の前記画面上における座標を算
    出することを特徴とする手書きデータ入力方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記座標算出ステップにおいては、前記ペン装置の座標
    の変化が所定値より小さい場合に、前記ペン装置は停止
    状態にあると判断することを特徴とする手書きデータ入
    力方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１５記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記座標算出ステップにおいては、 前記ペン装置が前記第１期間より長い停止状態にあると
    判断した場合に、前記利用者に手書きデータの入力の開
    始を知らせ、 前記ペン装置が前記第２期間より長い停止状態にあると
    判断した場合に、前記利用者に手書きデータの入力の終
    了を知らせることを特徴とする手書きデータ入力方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記座標算出ステップは、音によって手書きデータの入
    力の開始を知らせ、また、音によって手書きデータの入
    力の終了を知らせることを特徴とする手書きデータ入力
    方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１２記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記座標算出ステップは、外部からの音声によって、手
    書きデータの算出の開始時点及び終了時点を認識するこ
    とを特徴とする手書きデータ入力方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記音声は、前記利用者の声、又はペン装置に設けられ
    たペンスイッチの音であることを特徴とする手書きデー
    タ入力方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１２乃至２０のいずれかの請求
    項に記載の手書きデータ入力方法を含む個人認証方法に
    おいて、 あらかじめ正当な本人の署名データである参照データ
    と、前記手書きデータ入力方法を用いて手書きデータと
    して入力した前記利用者の署名データと、を比較照合
    し、両者が同一人による署名であると判断する場合には
    本人である旨の認証結果を出力する比較照合ステップ、 を含むことを特徴とする個人認証方法。
  22. 【請求項２２】 利用者が、ペン装置を所定の平板の面
    に沿って動かすことによって、前記平板の面と平行な空
    中の平面上に書いた手書きデータを取得する装置におい
    て、 前記利用者によって動かされるペン装置の動画データを
    取得するカメラ手段と、 前記カメラ手段が取得したペン装置の動画データに基づ
    き、前記ペン先の前記動画データの画面上の座標の時系
    列データを求める座標算出手段と、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力装置。
  23. 【請求項２３】 利用者が、指を空中で動かすことによ
    って、空中に書いた手書きデータを取得する装置におい
    て、 前記利用者が動かす指の動画データを取得するカメラ手
    段と、 前記カメラ手段が取得した前記指の動画データに基づ
    き、前記指の前記動画データの画面上の座標の時系列デ
    ータを求める座標算出手段と、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の手書きデータ入力装
    置において、 前記指には、マーカが付されており、前記座標算出手段
    は、前記指のマーカの座標の時系列データを求めること
    を特徴とする手書きデータ入力装置。
  25. 【請求項２５】 利用者が、指を空中で動かすことによ
    って、空中に書いた手書きデータを取得する方法におい
    て、 前記利用者が動かす指の動画データを取得する取得ステ
    ップと、 前記取得した前記指の動画データに基づき、前記指の前
    記動画データの画面上の座標の時系列データを求める座
    標算出ステップと、 を含むことを特徴とする手書きデータ入力方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記指には、マーカが付されており、前記座標算出手段
    は、前記指のマーカの座標の時系列データを求めること
    を特徴とする手書きデータ入力方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２記載の手書きデータ入力装置
    において、 前記発光手段は、変調光を発し、 前記座標算出手段は、前記動画データ中から前記変調光
    の部分の座標を算出することを特徴とする手書きデータ
    入力装置。
  28. 【請求項２８】 請求項１３記載の手書きデータ入力方
    法において、 前記発光手段は、変調光を発し、 前記座標算出ステップは、前記動画データ中から前記変
    調光の部分の座標を算出することを特徴とする手書きデ
    ータ入力方法。
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