JP2005063256A

JP2005063256A - 個人認証装置及び方法並びに携帯通信端末

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Publication number: JP2005063256A
Application number: JP2003294199A
Authority: JP
Inventors: Masashi Usami; 正士宇佐見
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-18
Also published as: JP4254418B2

Abstract

【課題】個人認証の精度を向上する。
【解決手段】マーカー投映装置１４は、被写体１２に向けて複数のマーカー１６，１８を投映する。撮像装置２０は、マーカー１６，１８と共に被写体１２を撮影する。画像変形装置２２は、撮像装置２０からの被写体画像を、一緒に撮影されたマーカー１６，１８の画像を使って変形する。特徴抽出装置２４は、変形された被写体画像から個人認証に使用する特徴を抽出する。照合装置２８は、画像変形装置２２により変形された画像、及び／又は特徴抽出装置２４により抽出された特徴を、画像／特徴データベース２６に登録済みの画像及び／又は特徴と照合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報を利用する個人認証装置及び方法並びに携帯通信端末に関する。

個人を特定する手段として身体的特徴、いわゆる生体情報を検出する方式が知られている。身体的特徴には、指紋、虹彩、静脈分布、掌形・掌紋及び顔がある。指紋の検出には、指紋の特徴点（マニーシャ）を利用する。虹彩の検出には、アイリスの放射状の模様を利用する。掌形・掌紋の検出には、手の大きさ、長さ、厚さ及び／又はこれらの比率を利用する。顔の検出には、顔の輪郭、目及び鼻の形及び位置等を利用する。

指紋及び虹彩を使用すると、精度良く個人を特定できる。指紋検出機能を組み込んだ携帯通信端末が実用化されている。虹彩を検出するには、虹彩を撮影するカメラが必要になる。アイリスの放射状の模様を相互に分離できる程度に撮影するには、マクロ撮影が可能なカメラが必要になる。

これらに対し、掌形・掌紋及び顔は、個人を特定する精度が低い。最近のカメラ付き携帯電話では、付属するカメラでこれらの身体的特徴を撮影すればよいので、現在、比較的、利用しやすい環境にある。

個人認証のためには、事前に各人の生体情報を登録する必要がある。即ち、生体情報を撮影し、その撮影画像又は、撮影画像から抽出される特徴情報をローカル又は遠隔の記憶装置に記憶する。そして、実際の認証の際には、同じ部位の生体情報を撮影し、その画像又はこれから抽出した特徴情報を、登録済みの画像又は特徴情報と対比することになる。
特開２０００−１８４４４８号公報特表２００１−５０４９６４号公報

指紋及び虹彩のように、精度良く個人を特定できる情報を、携帯通信端末に登録すること、及び、遠隔のサーバ等に伝送することには、心理的な抵抗が大きい。解読及び漏洩の危険があり、なおかつ、個人特定精度の高さから、悪用された場合の危険が大きいからである。また、指紋及び虹彩では、専用の読取り装置が必要になるので、これを装備した携帯通信端末又は携帯情報処理装置が高価になる。

他方、掌形・掌紋及び顔は、個人特性精度が比較的低いので、登録及び伝送することに対する心理的抵抗が少ない。また、最近のカメラ付き携帯電話では、単に個人認証のソフトウエアを組み込めばよいので、この機能を装備することによる価格の上昇は少ない。

このように、ある程度の広い範囲の画像をベースに個人を認証するシステムの場合、登録済みの画像と撮影画像の一方を事前にズームして両画像をマッチングしており、これが認証精度を低下させる一因になっている。また、処理負担も重い。画像から特徴情報を抽出し、その特徴情報で個人を認証する場合にも、元になる画像のサイズや傾き等が異なると、認証を失敗することがある。

本発明は、簡易な構成で個人認証の制度を高めた個人認証装置及び方法並びに携帯通信端末を提示することを目的とする。

本発明に係る個人認証装置は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置と、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置と、当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置と、個人特定画像を記憶する記憶装置と、当該画像変形装置により変形された被写体画像を、当該記憶装置に記憶される当該個人特定画像と照合する照合装置とを具備することを特徴とする。

本発明に係る個人認証装置は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置と、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置と、当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置と、個人特定情報を記憶する記憶装置と、当該画像変形装置により変形された被写体画像から当該身体的特徴を抽出する特徴抽出装置と、当該特徴抽出装置により抽出された当該身体的特徴を、当該記憶装置に記憶される当該個人特定情報と照合する照合装置とを具備することを特徴とする。

身体的特徴の照合に加えて、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を、当該記憶装置に記憶される当該個人特定画像と照合してもよい。

本発明に係る個人認証方法は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映し、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、当該被写体の撮影画像を当該マーカーの画像に従い変形し、変形された当該被写体の画像を個人特定画像と照合することを特徴とする。

本発明に係る個人認証方法は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映し、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、当該被写体の撮影画像を当該マーカーの画像に従い変形し、変形された当該被写体の画像から当該身体的特徴を抽出し、抽出された当該身体的特徴を個人特定情報と照合することを特徴とする。

身体的特徴の照合に加えて、マーカーの画像に従い変形された被写体画像を個人特定画像と照合してもよい。

本発明に係る携帯通信端末は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置と、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置と、当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置と、当該画像変形装置により変形された被写体画像を個人特定画像と照合する照合装置とを具備することを特徴とする。

本発明に係る携帯通信端末は、身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置と、当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する像撮像装置と、当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置と、当該画像変形装置により変形された被写体画像から当該身体的特徴を抽出する特徴抽出装置と、当該特徴抽出装置により抽出された当該身体的特徴を個人特定情報と照合する照合装置とを具備することを特徴とする。

以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、身体的に特徴を示す被写体にマーカーを投映し、当該被写体の画像を当該マーカーの画像に従い変形するので、登録済みの情報と同じサイズで照合できる。これにより、個人を精度良く認証できるようになる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、携帯電話端末に適用した本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。ここでは、個人認証に使用する身体的特徴として掌形を使用する例を説明する。

先ず、所有者の掌形を登録する。携帯端末１０に装備されているカメラの前に所有者の手（被写体）１２をかざす。所定のスイッチ操作により、携帯端末１０のマーカー投映装置１４は、被写体１２に向けて複数のマーカー１６，１８を投映する。マーカー１６，１８は、実寸を示すスケールとして使用される。マーカー投映装置１４は、複数のマーカーを平行に被写体１２に向けて投映する。マーカー投映装置１４は、例えば、光源（発光ダイオード又はレーザダイオード）と、コリメータレンズと、マーカースリットとからなる。光源の波長は、後述する撮像装置２０で撮影可能な波長であればよいが、可視光であれば、利用者が被写体１２上のマーカー１６，１８を目視で確認できて便利である。

被写体１２上では、被写体の表面の向き及び湾曲形状等により、一般にマーカー１６，１８の形状が歪む。複数のマーカー１６，１８を平行に投映することで、被写体１２上でのマーカー１６，１８間の距離を被写体の大きさの絶対的基準とすることができる。

複数のマーカーを放射状に投映する場合でも、被写体上でマーカーの歪みが小さければ、個々のマーカーの大きさを被写体の大きさの絶対基準とすることができる。その場合、マーカーの歪みが誤差原因となる。

撮像装置２０は、マーカー１６，１８と共に被写体１２を撮影し、その撮影画像を画像変形装置２２に供給する。撮影画像は、被写体１２の画像（被写体画像）上に、投映されたマーカー１６，１８の画像（マーカー画像）を重ねた画像から成る。画像変形装置２２は、撮像装置２０からの撮影画像、より具体的には被写体画像を、一緒に撮影されたマーカー１６，１８を使って変形する。画像変換装置２２は、具体的には、以下の処理Ａ．Ｂの両方または一方を実行する。即ち、処理Ａは、抽出したマーカー１６，１８間の距離が基準値になるように、被写体画像を変形する処理である。また、処理Ｂは、抽出したマーカー１６，１８が初期の形状になるように、即ち、被写体１２上のマーカー１６，１８の歪みが解消されるように、被写体画像を変形する処理である。処理Ａ，Ｂ共に、変形は、拡大縮小、即ち変倍を含む。投映するマーカーの数を増やすほど、この変形処理が容易になる。

特徴抽出装置２４は、変形された被写体画像から個人認証に使用する特徴を抽出する。そのような特徴は、例えば、手の大きさ（高さ及び幅）、掌紋及び／又は手のひらの静脈分布等である。掌紋には、輪郭、紋・筋・しわの形状、濃淡（ほくろなど）がある。本実施例では、マーカー１６，１８の画像に従って被写体画像を変形するので、被写体１２までの距離などに影響されずに、各特徴の位置を精度良く決定できる。これが、個人認証精度の向上に寄与する。

画像変形装置２２での処理Ａ及び／又はＢに従った画像変形により、被写体１２の各部の実寸を測定できる。これが個人認証精度を向上させる。簡単な数値処理でも、高認識率を実現できる。

特徴抽出装置２４は、画像変形装置２２により変形された画像、及び／又は特徴抽出装置２４により抽出された特徴を、画像／特徴データベース２６に登録する。画像／特徴データベース２６を端末１０内に装備することで、端末の所有者又は利用者が、自身の身体的特徴を外部にさらす危険が少なくなり、身体的特徴を登録することに関する心理的抵抗が少なくなる。

画像・特徴データベース２６を遠隔地のサーバに配置してもよい。遠隔地のサーバに画像・特徴データベース２６が設置される場合、携帯端末１０は、通信回線を介して画像・特徴データベース２６を管理するサーバに、画像・特徴をその持ち主の氏名及び携帯端末１０の識別情報などと共に送信する。

以上により、所有者の身体的特徴が画像・特徴データベース２６に登録されたことになる。

認証時の動作を説明する。マーカー投映装置１４によるマーカーの投映から特徴抽出装置２４による特徴抽出までの動作は、登録時と同じであるので、詳細な説明を省略する。特徴抽出装置２４は、抽出した特徴、及び必要により、画像変形装置２２により変形された被写体画像を照合装置２８に供給する。照合装置２８は、画像・特徴データベース２６に記憶される画像・特徴を読み出し、特徴抽出装置２４からの画像・特徴と照合して、画像・特徴データベース２６に登録された人物の手かどうかを判定する。

照合装置２８の照合処理には、数値処理と図形処理がある。数値処理は、数値化された特徴を対比する処理であり、図形処理は、特定の特徴のパターンをマッチングする処理である。

例えば、特徴抽出装置２４で抽出される特徴が、手（表及び／又は裏）の輪郭である場合、数値処理の対比要素としては、手のひらの幅・高さ、各指の長さ・幅、及び手首の幅などがある。また、図形処理の対比要素として、輪郭及び爪等のパターンがある。

特徴抽出装置２４で抽出される特徴が、手（表及び／又は裏）のしわの図形である場合、数値処理の対比要素としては、関節しわ間の距離、及び、手相の特定のしわの長さ等がある。図形処理の対比要素として、手相の特徴点のパターン等がある。

特徴抽出装置２４で抽出される特徴が、ほくろなどの濃淡である場合、数値処理の対比要素としては、ほくろ間の距離があり、図形処理の対比要素として、ほくろのパターンがある。

図２は、投映するマーカーのパターン例を示す。マーカーは、中心位置を決定しやすいことと、水平方向と垂直方向の２方向の大きさを決定できるのが望ましい。この点では、マーカー３４，３６よりもマーカー３０，３２が適している。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。投映するマーカーの例である。

符号の説明

１０：携帯端末
１２：手（被写体）
１４：マーカー投映装置
１６，１８：被写体に投映されたマーカー
２０：撮像装置
２２：画像変形装置
２４：特徴抽出装置
２６：画像・特徴データベース
２８：照合装置

Claims

身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置（１４）と、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置（２０）と、
当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置（２２）と、
個人特定画像を記憶する記憶装置（２６）と、
当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を、当該記憶装置（２６）に記憶される当該個人特定画像と照合する照合装置（２８）
とを具備することを特徴とする個人認証装置。
更に、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を当該個人特定画像として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項１に記載の個人認証装置。
身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置（１４）と、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置（２０）と、
当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置（２２）と、
個人特定情報を記憶する記憶装置（２６）と、
当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像から当該身体的特徴を抽出する特徴抽出装置（２４）と、
当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を、当該記憶装置（２６）に記憶される当該個人特定情報と照合する照合装置（２８）
とを具備することを特徴とする個人認証装置。
更に、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を当該個人特定情報として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項３に記載の個人認証装置。
当該個人特定情報が、被写体画像に対応する個人特定画像と当該身体的特徴に対応する個人特定特徴からなり、
当該照合装置（２８）が、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像、及び、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を、当該記憶装置（２６）に記憶される当該個人特定画像及び当該個人特定特徴とそれぞれ照合する
ことを特徴とする請求項３に記載の個人認証装置。
更に、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像、及び、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を、それぞれ個人特定画像及び個人特定特徴として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項５に記載の個人認証装置。
当該マーカー投映装置（１４）が、複数の当該マーカーを当該被写体に投映する請求項１乃至６の何れか１項に記載の個人認証装置。
当該マーカー投映装置（１４）が、複数の当該マーカーを平行に当該被写体に投映する請求項１乃至６の何れか１項に記載の個人認証装置。
身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映し、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、
当該被写体の撮影画像を当該マーカーの画像に従い変形し、
変形された当該被写体の画像を個人特定画像と照合する
ことを特徴とする個人認証方法。
更に、当該マーカーの画像に従い変形された当該被写体の画像を個人特定画像として登録する請求項９に記載の個人認証方法。
身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映し、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、
当該被写体の撮影画像を当該マーカーの画像に従い変形し、
変形された当該被写体の画像から当該身体的特徴を抽出し、
抽出された当該身体的特徴を個人特定情報と照合する
ことを特徴とする個人認証方法。
更に、抽出された当該身体的特徴を当該個人特定情報として登録するステップを具備する請求項１１に記載の個人認証方法。
当該個人特定情報が、当該被写体の画像に対応する個人特定画像と当該身体的特徴に対応する個人特定特徴とからなり、
抽出された当該身体的特徴を個人特定情報と照合するステップが更に、変形された被写体画像を当該個人特定画像と照合する
ことを特徴とする請求項１５に記載の個人認証方法。
更に、当該マーカーの画像に従い変形された被写体画像、及び、抽出された当該身体的特徴を、それぞれ個人特定画像及び個人特定特徴として登録するステップを具備する請求項１３に記載の個人認証方法。
複数の当該マーカーを当該被写体に投映する請求項９乃至１４の何れか１項に記載の個人認証方法。
複数の当該マーカーを平行に当該被写体に投映する請求項９乃至１４の何れか１項に記載の個人認証方法。
個人認証機能を具備する携帯通信端末であって、
身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置（１４）と、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する撮像装置（２０）と、
当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置（２２）と、
当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を個人特定画像と照合する照合装置（２８）
とを具備することを特徴とする携帯通信端末。
更に、当該個人特定画像を記憶する記憶装置（２６）を具備する請求項１７に記載の携帯通信端末。
更に、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を当該個人特定画像として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項１８に記載の携帯通信端末。
更に、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像を当該個人特定画像として、遠隔の記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項１７に記載の携帯通信端末。
個人認証機能を具備する携帯通信端末であって、
身体的特徴を示す被写体に、サイズ基準を示すマーカーを投映するマーカー投映装置（１４）と、
当該被写体に投映されたマーカーと共に当該被写体を撮像し、被写体画像及びマーカー画像を含む画像を出力する像撮像装置（２０）と、
当該被写体画像を当該マーカー画像に従い変形する画像変形装置（２２）と、
当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像から当該身体的特徴を抽出する特徴抽出装置（２４）と、
当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を個人特定情報と照合する照合装置（２８）
とを具備することを特徴とする携帯通信端末。
更に、当該個人特定情報を記憶する記憶装置（２６）を具備する請求項２１に記載の携帯通信端末。
更に、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を当該個人特定情報として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項２２に記載の携帯通信端末。
当該個人特定情報が、被写体画像に対応する個人特定画像と当該身体的特徴に対応する個人特定特徴からなり、
当該照合装置（２８）が、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像、及び、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を、当該記憶装置に記憶される当該個人特定画像及び当該個人特定特徴とそれぞれ照合する
ことを特徴とする請求項２１に記載の携帯通信端末。
更に、当該画像変形装置（２２）により変形された被写体画像、及び、当該特徴抽出装置（２４）により抽出された当該身体的特徴を、それぞれ個人特定画像及び個人特定特徴として当該記憶装置（２６）に登録する登録装置を具備する請求項２４に記載の携帯通信端末。
当該マーカー投映装置（１４）が、複数の当該マーカーを当該被写体に投映する請求項１７乃至２５の何れか１項に記載の携帯通信端末。
当該マーカー投映装置（１４）が、複数の当該マーカーを平行に当該被写体に投映する請求項１７乃至２５の何れか１項に記載の携帯通信端末。