JP2006259925A - 被写体認証装置、携帯電話、被写体認証方法、及び被写体認証プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】
成りすましに対するセキュリティの信頼性を向上できる被写体認証装置、携帯電話、被写体認証方法、及び被写体認証プログラムを提供する。
【解決手段】
撮影手段により被写体を撮影した撮影画像に基づいて被写体を認証する認証処理を行う被写体認証装置の制御手段を、前記認証処理により適合であると判定した後も認証処理を反復して実行する認証反復処理と、反復して実行するタイミングが不定期なタイミングとなるように決定するタイミング決定処理とを実行する構成とした。
【選択図】 図３

Description

この発明は、例えば人の顔や虹彩や掌紋等の被写体を撮影し該被写体を認証するような被写体認証装置、携帯電話、被写体認証方法、及び被写体認証プログラムに関する。

従来、本人認証を行うシステムとして、顔を撮影して認証する顔認証システム、虹彩を撮影して認証する虹彩認証システム、手の掌紋を撮影して認証する掌紋認証システムなど、種々の認証システムが提案されている。

これらの認証システムは、顔、目、または手といった被写体を撮影して認証するものであり、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ＡＴＭ、あるいは車両など、種々の装置に搭載して活用することが可能である。

しかし、例えば写真等を用いて成りすましが行われた場合、一度認証結果が適合となると、本人であるとしてそれ以降の装置の使用や操作を全て許可してしまうという問題が生じる。

この問題を解決するものとして、セキュリティの信頼性を向上させる車両監視装置が提案されている（特許文献１参照）。この車両監視装置は、段落番号００２９に記載されるように、乗員の画像を定期的に取得して、認証結果が一度適合であっても再度認証するものであり、これによって例えば人面マスクを装着した状態での成りすましが検出できるとされている。

しかし、この車両監視装置は、認証を定期的に実行するものであるため、画像取得のタイミングを予測して、そのタイミングで成りすましを行うことが可能であるという問題点が残っていた。

特開２００４−２７６７８３号公報

この発明は、上述の問題に鑑み、成りすましに対するセキュリティの信頼性を向上する被写体認証装置、携帯電話、被写体認証方法、及び被写体認証プログラムを提供することを目的とする。

この発明は、被写体を撮影する撮影手段を備え、該撮影手段により被写体を撮影した撮影画像に基づいて被写体を認証する認証処理を行う被写体認証方法、被写体認証装置、又は被写体認証プログラムであって、前記認証処理により適合であると判定した後も認証処理を反復して実行する認証反復処理と、反復して実行するタイミングが不定期なタイミングとなるように決定するタイミング決定処理とを実行する制御手段を備えた被写体認証方法、被写体認証装置、又は被写体認証プログラムであることを特徴とする。

前記タイミング決定処理は、その都度タイミングをランダムに決定する処理、あるいは、時間間隔の異なる複数のタイミングを予め設定しておき、この複数のタイミングを順次切り替えて反復の時間間隔を変更する処理など、適宜の処理により構成することができる。

前記構成により、被写体の認証を不定期なタイミングで繰り返して実行することができ、写真等による成りすましを困難にすることができる。すなわち、不正利用者が一度成りすましに成功したとしても、繰り返される認証処理において何度も成りすましに成功しなければならず、さらに不定期なタイミングであるため、タイミングを予測して成りすますこともできず、セキュリティの信頼性を向上できる。

この発明の態様として、前記タイミング決定処理は、反復の都度タイミングをランダムに決定する構成とすることができる。
これにより、不正利用者に対して認証タイミングが予測されることを確実に防止し、よりセキュリティの信頼性を向上することができる。

またこの発明は、前記被写体認証装置を備え、前記撮影手段により、被写体として顔を撮影する構成とした顔認証装置とすることができる。
これにより、指紋や虹彩などに比べて心理的な抵抗感が少なく、また顔見知りや顔パスなどの習慣からも受け入れやすい顔認証で、写真による成りすましを適切に排除することができる。

またこの発明は、前記被写体認証装置を備えた携帯電話機とすることができる。
これにより、携帯電話機の不正利用を防止することができる。

この発明により、成りすましに対するセキュリティの信頼性を向上することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図１に示す被写体認証装置１の斜視図と共に、実施例１の被写体認証装置１の構成について説明する。

被写体認証装置１は、携帯情報端末の一種である携帯電話機によって構成されており、正面に上から順に音声出力用のスピーカ１１、画像表示を行う液晶モニタ１４、操作入力用の複数の操作ボタン１６、及び音声入力用のマイク１８が設けられている。

前記スピーカ１１の右横には、撮影用のカメラ１２と照明装置１３とが上下に近接して設けられている。この撮影用のカメラ１２と照明装置１３と前記液晶モニタ１４とは、被写体認証装置１の同一面上（本実施形態では表面）に、カメラ１２の撮影方向と照明装置１３の照明方向と液晶モニタ１４の表示方向とが同一方向になるように配設されている。前記照明装置１３は、閃光するフラッシュ照明装置、あるいは点灯する点灯照明装置（例えばＬＥＤや蛍光灯）など、適宜の照明装置で構成されている。

また、被写体認証装置１の右側面には、カメラ１２のシャッタボタン１５が設けられている。そして、被写体認証装置１の正面下部には、前後回動する開閉カバー１９が枢着されており、該開閉カバー１９が、閉状態で複数の操作ボタン１６を被覆し保護する構成となっている。

また、被写体認証装置１の背面上部には、無線通信用のアンテナ１０が備えられている。そして、被写体認証装置１の内部には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭで構成される制御装置や、動作電力供給用の充電池が設けられている。この制御装置には、記憶部も設けられており、この記憶部内に、生体認証の一種である顔照合用の登録データや入力操作の真偽判定用の正規操作データが登録されるデータベース、及び、顔照合による認証を反復して実行する被写体認証プログラムが記憶されている。

以上の構成により、被写体認証装置１は、操作ボタン１６が操作されて架電（発信）すること、及び着信を操作ボタン１６の操作により受けることができ、遠隔地の電話機との音声通話を許容することができる。また、操作ボタン１６が操作されることで、インターネット接続によるコンテンツ表示や電子メールの送受信を行うことができる。

また、カメラ１２による静止画や動画の撮影を実行でき、液晶モニタ１４に撮影画像を表示することができる。そして、この撮影で得た撮影画像により、被写体の個人認証を行うことができる。

次に、図２に示すブロック図と共に、被写体認証装置１の構成について説明する。この説明では、個人認証に必要な撮影機能と認証機能に関する要素について説明し、他の要素については省略する。

被写体認証装置１は、電源部４１、タイマー４２、時間判断部４３、顔照合部４４、及び照合結果出力部４５により構成している。

前記電源部４１は、充電池と電源ボタン（図１に示した操作ボタン１６のうちの１つ）により構成されており、電源ボタンのＯＮによって各構成要素に動作電力を供給する。

前記タイマー４２は、被写体認証装置１の制御装置により構成されており、前記電源部４１からの動作電力の供給を受けて時間の計時を実行する。

前記時間判断部４３は、前記タイマー４２により計時されている時間を受け取り、顔照合を実行するタイミングか否かを判断する。このタイミングは、乱数処理等によりランダムに定める時間間隔によって決定する。

前記顔照合部４４は、被写体認証装置１の制御装置とカメラ１２とで構成されており、カメラ１２によって取得した撮影画像と、制御装置の記憶部に記憶されている登録データとの顔照合を行い、適合（同一人物）か否か判定する。この登録データは、予め登録された利用者の撮影画像データであり、本実施の形態では、利用者にとって心理的な抵抗が少ない顔画像を用いる。なお、登録データは画像データに限らず、この画像データから特徴点や特徴量を抽出した特徴データにより構成してもよい。

前記照合結果出力部４５は、顔照合の結果、すなわち認証結果として、適合と不適合のいずれかを出力する。

以上の構成により、顔照合を不定期に繰り返して断続的に実行し、不正利用者が成りすましにより被写体認証装置１を使用し続けることを防止できる。

次に、図３に示す被写体認証装置１の制御装置が実行する動作を示すフローチャートと共に、被写体認証プログラムによって制御装置が実行する反復認証処理の動作について説明する。

利用者によって携帯電話機（被写体認証装置１）の使用が開始されると、制御装置はタイマー４２による計時を開始する（ステップｎ１）。
制御装置は、時間判断部４３により顔照合を実行する時間をランダムに決定し、このランダムに決定した時間（照合実行タイミング）になるまで利用者の通常使用を許可しつつ待機する（ステップｎ２：Ｎｏ）。

ランダムに決定した時間になると（ステップｎ２：Ｙｅｓ）、制御装置は、カメラ１２による撮影を実行し、この撮影により取得した撮影画像と登録データによる顔照合を顔照合部４４により実行する（ステップｎ３）。

顔照合における顔画像データと登録データとの比較では、撮影画像から本人固有の特徴量を求め、登録データの特徴量と比較（照合）して、特徴量の差が予め定めた一定の閾値以内であれば、同一人物であると判定する。

前記本人固有の特徴量は、例えば、撮影画像の顔画像から取得した特徴点に、ガボールウェーブレット変換を用いて求めることができる。この特徴点は、顔のラフな位置から顔部分を切り出し、顔の大きさを正規化し、さらに詳細なグラフを当てはめて、顔の特徴点の位置を詳細に検出することで取得することができる。なお、ガボールウェーブレット変換とは、信号解析や画像圧縮に用いられる手法で、変換対象から、ウェーブレット波形を利用して、その波形が持つ特徴（周波数成分など）のみを取り出すことをいう。

顔照合の結果、本人であると認証できなかった場合は（ステップｎ４：Ｎｏ）、照合結果出力部４５が制御装置に認証結果として不適合の情報を出力する。これにより制御装置は、機器の使用、すなわち携帯電話機の使用を停止する（ステップｎ５）。この使用停止は、例えば通話中や設定変更中やＷＥＢ通信中などの動作中であれば、その動作を停止し、以降の操作入力を拒否する。

なお、この状態では、使用再開するための認証要求操作だけは許容する構成にするとよい。この使用再開の認証要求操作は、例えばシャッタボタン１５の押下など予め定めた操作とし、この認証要求操作を受け付けると、制御装置は、前記ステップｎ３と同一の顔照合を実行する構成とすればよい。顔照合の結果が適合であれば、通常の状態に戻ってステップｎ１から実行し、顔照合の結果が不適合であれば、携帯電話機の使用を停止した状態を維持する。なお、この再開のための認証（再開用認証）は、顔照合以外の認証としてもよく、例えばパスワードや指紋や音声や言葉等による認証としてもよい。

顔照合の結果が適合であれば（ステップｎ４：Ｙｅｓ）、照合結果出力部４５が制御装置に認証結果として適合の情報を出力する。これにより制御装置は、機器の使用、すなわち携帯電話機の使用を許可する（ステップｎ６）。従って、利用者は携帯電話機の使用を継続することができ、何ら支障なく使用できる。つまり、利用者から見れば、前記顔照合は携帯電話機によって勝手に実行されるため、登録されている正規の利用者は、顔照合に関して特に意識することなく、普通に携帯電話機を使用することができる。

制御装置は、照合の繰り返しの停止が可能である旨を出力し、繰り返し照合を停止する旨の入力が利用者によって行われなければ（ステップｎ７：Ｎｏ）、時間判断部４３により顔照合を実行する時間をランダムに決定し、このランダムに決定した時間（照合実行タイミング）になるまで待機する（ステップｎ８：Ｎｏ）。

ここで、不定期照合の繰り返しの停止が可能である旨の出力は、液晶モニタ１４による表示、または／およびスピーカ１１による音声出力により行うことができる。液晶モニタ１４により表示する場合には、画面上に停止するか否かを選択させる選択画面を表示する、あるいは、停止が可能なことを示すアイコンを画面の片隅等に表示するといったことで、報知することができる。

なお、停止可能である旨の表示や音声案内は、実行しなくてもよい。この場合、利用者の操作により、決められたキーシーケンスで繰り返し照合の停止機能画面に入ってから、停止要否の選択表示を行うようにしてもよい。これにより、繰り返して実行する認証を停止できることを、不正利用者に気付かせないことができ、成りすましをより確実に防止することができる。

前記ステップｎ８でランダムに決定した時間になれば（ステップｎ８：Ｙｅｓ）、ステップｎ３にリターンする。
前記ステップｎ７で停止する旨の入力が行われた場合には（ステップｎ７：Ｙｅｓ）、制御装置は、反復停止指示としてパスワード入力を要求する出力を行い、利用者によるパスワード入力を受け付ける（ステップｎ９）。パスワード入力を要求する出力は、液晶モニタ１４による表示、スピーカ１１による音声出力、またはこの両方により行うことができる。液晶モニタ１４により表示する場合には、画面上にパスワード入力を要求するパスワード入力画面を表示する、あるいは、パスワード入力状態であることを示すアイコンを画面の片隅等に表示するといったことで、利用者にパスワード入力待ちであることを通知できる。

パスワードが入力されて入力完了入力（例えばＯＫボタンの押下など）が行われると、制御装置は、正規指示として登録されているパスワードと一致するか否か判定し、これによって本人か否か判定する（ステップｎ１０）。

本人でなかった場合、つまり入力されたパスワードが正しくなかった場合は（ステップｎ１０：Ｎｏ）、機器の使用、すなわち携帯電話機の使用を停止し（ステップｎ１１）、処理を終了する。

本人であった場合、つまり入力されたパスワードが正しかった場合は（ステップｎ１０：Ｙｅｓ）、機器の使用、すなわち携帯電話機の使用を継続して許可する（ステップｎ１２）。

制御装置は、電源ＯＦＦになるまで待機し（ステップｎ１３：Ｎｏ）、電源ＯＦＦとなれば（ステップｎ１３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上の動作により、図４のタイミングチャートの（Ａ）に示すように、機器が使用されている間、顔照合による本人認証を不定期に繰り返して実行することができる。
従って、不正利用が図られた場合であっても、認証のタイミングがつかめず、成りすましを行うことが困難であり、セキュリティの信頼性を向上することができる。

そして、顔照合による本人認証の実行を停止したい場合には、利用者は、パスワードを入力して以降の顔照合を停止することができる。
これにより、図４の（Ｂ）に示すように顔照合が停止し、利用者がテレビ電話ではなく通常の音声通話を行うような場合に、耳に携帯電話機を当てた顔照合不可能な状態での使用を行うことができる。またこの停止により、認証処理の繰り返しによって充電池の電力が消耗することを抑制することができる。

パスワード入力による顔照合の停止は、少なくとも一回は顔照合を受けた後でなければ実行できない構成としているため、パスワードだけが破られて機器が不正に使用されるといったことを防止できる。

また、繰り返し実行する顔照合は、利用者に予告することなく不定期に実行するため、不正利用者にその顔照合のタイミング、すなわち撮影タイミングが知られることがなく、成りすましを排除することができる。

そして、電源ＯＦＦとなれば、次に電源ＯＮ後の機器使用時にはステップｎ１から始まって、図４の（Ｃ）に示すように不定期の顔照合を再開するため、顔照合を停止した状態で長期間経過することを防止できる。

なお、以上の実施形態では、反復する顔照合用の撮影タイミングをランダムに決定する構成としたが、時間間隔の異なる複数のタイミングを予め設定しておき、この複数のタイミングを順次切り替えて反復の時間間隔を変更する構成としてもよい。この場合でも、不正利用を図る者が撮影タイミングを把握することは困難であり、タイミングを計って成りすまされることを防止できる。

また、機器の使用が開始されれば認証処理を実行する構成としたが、着信時は顔照合を行わずに使用許可する構成としてもよい。これにより、着信に気付いた利用者は、照合機能停止の操作を行うことなく電話に出ることができる。そして、携帯電話機をテレビ電話のように使用するのではなく音声通話だけを行う場合に、携帯電話機が耳に当てられることで顔画像が得られない状態であっても、通話の継続を許容することができ、利用者の利便性が向上する。

また、架電時は、架電操作の際に顔照合を実行し、適合と判定すればパスワード入力可能とし、その後に架電する構成としてもよい。これにより、音声通話を行う場合は、利用者がパスワード入力して反復認証を停止し、通話を行うことができる。従って、音声通話中に反復認証が実行されて携帯電話機が使用禁止になることを防止でき、この使用禁止により通話が中断されることを防止できる。そして、テレビ電話として音声通話と映像送受信を行う場合は、利用者がパスワード入力をしなくとも、反復認証を受けながら通話することができる。

また、顔照合の再開は、電源ＯＦＦ後の電源ＯＮに限らず、設定画面で設定された定時刻（例えば毎日午前０時、１時間毎等）となった場合に再開する、利用者による使用が終了した後、次の使用時に再開するといった構成としてもよい。ここでの使用には、通話の使用、ＷＥＢ閲覧の使用、メール送受信の使用、及び設定変更の使用等を含めることができる。これにより、顔照合の停止状態が長期間継続することをより確実に防止できる。

また、認証の繰り返しをすぐに停止できるように、顔照合実施入力を受け付ける入力手段（例えば顔照合用ボタン、あるいは、液晶モニタ１４に表示した顔照合ボタンを選択操作できるボタン）を設けてもよい。この場合は、不定期に行われる顔照合を待たずとも、任意のタイミングで顔照合及びパスワード入力を実行でき、不定期照合の停止を行うことができる。

また、被写体認証装置１は、携帯電話機により構成する場合に限らず、ＰＤＡやノート型パソコン等の他の携帯情報端末により構成する、あるいは、デスクトップ型パソコンやＡＴＭなどの他の機器によって構成するなど、適宜の構成とすることができる。この場合も携帯情報端末や機器等に備えられたカメラ等を用いて顔照合を反復して実行することができ、必要に応じて反復を停止することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の顔認証装置及び携帯電話機は、実施形態の被写体認証装置１に対応し、
以下同様に、
制御手段は、被写体認証装置１の制御装置に対応し、
撮影手段は、カメラ１２に対応し、
入力手段は、操作ボタン１６に対応し、
タイミング決定処理は、ステップｎ２，ｎ８に対応し、
認証処理は、ステップｎ３〜ｎ４に対応し、
認証反復処理は、ステップｎ７に対応し、
不定期なタイミングは、ランダムに決定した時間に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

被写体認証装置の斜視図。 被写体認証装置の構成を示すブロック図。 制御部が実行する動作を示すフローチャート。 タイミングチャート。

符号の説明

１…被写体認証装置
１２…カメラ
１６…操作ボタン

Claims (6)

1. 被写体を撮影する撮影手段を備え、該撮影手段により被写体を撮影した撮影画像に基づいて被写体を認証する認証処理を行う被写体認証装置であって、
   前記認証処理により適合であると判定した後も認証処理を反復して実行する認証反復処理と、
   反復して実行するタイミングが不定期なタイミングとなるように決定するタイミング決定処理とを実行する制御手段を備えた
   被写体認証装置。
2. 前記タイミング決定処理は、反復の都度タイミングをランダムに決定する構成とした
   請求項１記載の被写体認証装置。
3. 請求項１または２記載の被写体認証装置を備え、
   前記撮影手段により、被写体として顔を撮影する構成とした
   顔認証装置。
4. 請求項１または２記載の被写体認証装置を備えた
   携帯電話機。
5. 該撮影手段により被写体を撮影した撮影画像に基づいて被写体を認証する認証処理を行う被写体認証方法であって、
   前記認証処理により適合であると判定した後も認証処理を反復して実行し、
   反復して実行するタイミングが不定期なタイミングとなるように決定する
   被写体認証方法。
6. 撮影手段により被写体を撮影した撮影画像に基づいて被写体を認証する認証処理を行う被写体認証プログラムであって、
   前記認証処理により適合であると判定した後も認証処理を反復して実行する認証反復処理と、
   反復して実行するタイミングが不定期なタイミングとなるように決定するタイミング決定処理とを実行する
   被写体認証プログラム。
   

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