JP2020030583A - 自動改札機、コード有効性判定システム、コード有効性判定方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】端末装置の表示画面に表示された通行券としてのコードの不正利用を防止するために、利用されるコードの有効性を簡単な構成で実現することが可能な自動改札機、コード有効性判定システム、コード有効性判定方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】自動改札機１の制御部１１が実行するコード有効性判定処理において、変化情報５６が変化したと判定された場合に、取得されたＱＲ乗車券５５を有効なコードと判定し、変化情報５６の変化が検出されなかった場合に、取得されたＱＲ乗車券５５を無効なコードと判定する。このため、乗車券としてのＱＲコードを複製して得られた不正コードが自動改札機１で利用されたとしても、その不正コードが無効と判定されるため、自動改札機１において前記不正コードを用いた不正利用が防止される。【選択図】図６

Description

本発明は、端末装置の表示画面から取得されたコードの有効性を判定することが可能な自動改札機、コード有効性判定システム、コード有効性判定方法、及びプログラムに関する。

従来、端末装置の画面に表示されたＱＲコード（登録商標）などのコードを読み取り、読み取ったコードを乗車券等の通行券として処理する自動改札機が提案されている（例えば、特許文献１）。前記コードには、自動改札機の読取部が読み取り可能な通行券情報が記録されている。このような自動改札機は、鉄道の改札口、空港の搭乗口、施設の入場口などに設けられている。

例えば、鉄道の改札口に設けられる自動改札機は、読取部の読取面に翳されたコードを光学的に読み取ることにより乗車券情報（通行券情報）を取得する構成であるため、磁気券を処理する自動改札機に必要な券搬送機構などが不要になる。このため、読み取ったコードにより改札処理をする自動改札機は、磁気券を処理する自動改札機と比較して、自動改札機本体の小型化及び低コスト化を図ることができる。

特開２０１５−１７６３１３号公報

一般に、端末装置の画面に電子的に表示されたＱＲコードなどのコードは複製されやすい。そのため、悪意のある利用者或いは第三者が、利用者が所持する端末装置に表示されたＱＲコードを複製することにより、容易に乗車券としてのＱＲコードを偽造することができる。また、従来の自動改札機は、ＱＲコードなどのコードに入場記録及び出場記録などの情報を書き込むことができない。そのため、使用済みのコードが複数回使用されてしまう可能性もある。このような不正利用を防止するためには、例えば、自動改札機で読み取られたコードをサーバ装置内の入出場記録情報と照合する処理を行い、当該コードが有効か否かを判定する照合システムを構築する必要がある。しかしながら、このような照合システムは、利用者のＩＤや膨大な量のコードなどを蓄積管理しなければならず、また、照合処理に時間を要する。

本発明の目的は、端末装置の表示画面に表示された通行券としてのコードの不正利用を防止するために、利用されるコードの有効性を簡単な構成で実現することが可能な自動改札機、コード有効性判定システム、コード有効性判定方法、及びプログラムを提供することにある。

本発明の一の局面に係る自動改札機は、コード取得部と、変化情報検出部と、有効性判定部と、を備える。前記コード取得部は、端末装置の表示画面から予め定められたコードを取得する。前記変化情報検出部は、前記表示画面に含まれる経時的に変化する変化情報の変化を検出する。前記有効性判定部は、前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード読取部により読み取られた前記コードを有効と判定する。ここで、前記コードは、バーコードなどの一次元コード、或いは、ＱＲコードなどの二次元コードなどであり、乗車券などの通行券情報が記録されたものである。

このように本発明が構成されているため、自動改札機では、前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出された場合に、取得されたコードを有効なコードと判定することができ、前記変化情報の変化が検出されなかった場合に、取得されたコードを無効なコードと判定することができる。その結果、ＱＲコードなどのコードを複製した複製コードが自動改札機で利用されたとしても、その複製コードが無効と判定されるため、自動改札機において複製コードの不正利用が防止される。

前記変化情報は、例えば、前記コードの一部に割り当てられた部分コードである。この場合、前記変化情報検出部は、前記部分コードの変化を検出する。

これにより、前記変化情報検出部は、前記部分コードの変化前後の読取結果を比較することにより、前記部分コードの経時的な変化を検出することが可能となる。

前記変化情報は、例えば、前記表示画面において前記コードの表示領域以外の他の領域に表示されるものである。この場合、前記変化情報検出部は、前記他の領域における前記変化情報の変化を検出する。前記変化情報は、例えば、形態、表示位置、又は色が経時的に変化する画像である。

これにより、前記変化情報検出部は、前記他の領域の変化前後の読取結果（読取画像）を比較することにより、前記他の領域の経時的な変化を検出することが可能となる。

なお、前記変化情報は、現在時刻を示す時刻情報であってもよい。つまり、刻々と変化する前記時刻情報が、前記コードの一部である前記部分コードに組み込まれていることが好ましい。或いは、前記時刻情報が前記他の領域に表示されていてもよい。

前記変化情報検出部は、前記表示画面を連続して読み取り、読み取られた複数の読取データを比較することによって前記変化情報の変化を検出する。

これにより、表示画面における変化情報の変化を確実に検出することができる。

また、本発明の自動改札機は、前記有効性判定部による判定結果に基づいて利用者の通過を制御する通行制御部を更に備える。前記通行制御部は、前記有効性判定部によって有効と判定された場合に利用者の通過を許可する。また、前記通行制御部は、前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されなかったことにより前記コード取得部により取得された前記コードが前記有効性判定部によって無効と判定された場合に利用者の通過を禁止する。

これにより、自動改札機において、不正なコードを利用する利用者の通行を確実に止めることができる。

本発明の他の実施形態に係るコード有効性判定システムは、変化情報表示処理部と、コード取得部と、変化情報検出部と、有効性判定部と、を備える。前記変化情報表示処理部は、端末装置の表示画面に、予め定められたコードとともに経時的に変化する変化情報を表示する。前記コード取得部は、前記端末装置の前記表示画面から前記コードを取得する。前記変化情報検出部は、前記表示画面に含まれる前記変化情報の変化を検出する。前記有効性判定部は、前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード取得部により取得された前記コードを有効と判定する。

本発明の他の局面に係るコード有効性判定方法は、コード取得ステップと、変化情報検出ステップと、有効性判定ステップと、を備える。前記コード取得ステップは、端末装置の表示画面から予め定められたコードを取得する。前記変化情報検出ステップは、前記表示画面に含まれる経時的に変化する変化情報の変化を検出する。前記有効性判定ステップは、前記変化情報検出ステップによって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード取得ステップにより取得された前記コードを有効と判定する。

また、本発明は、前記コード有効性判定方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、このようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。

本発明によれば、端末装置の表示画面に表示された通行券としてのコードの不正利用を防止するために、利用されるコードの有効性を簡単な構成で実現することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る自動改札機を含む駅務システムのネットワーク構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る自動改札機の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る自動改札機の一例を示す斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係るコード有効性システムを構成する利用者端末の構成を示すブロック図である。 図５は、利用者端末の表示画面に表示される表示情報の一実施例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る自動改札機で実行されるコード有効性判定処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、利用者端末の表示画面に表示される表示情報の第１変形例を示す図である。 図８は、利用者端末の表示画面に表示される表示情報の第２変形例を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［駅務システム１００］
図１は、本発明の実施形態に係る自動改札機１を含む駅務システム１００を示すネットワーク図である。図１に示すように、駅務システム１００は、自動改札機１、駅サーバ２、センタ装置３、及び、利用者端末４（本発明の端末装置の一例）によって構成される。図１では、一つの駅８が示されているが、駅務システム１００は、複数の駅８を含む構成であってもよい。駅８には、複数の自動改札機１、駅サーバ２、券売機（不図示）、精算機（不図示）、及び、駅員が使用する駅員端末（不図示）等の駅務機器が設置されている。これら駅務機器は、ＬＡＮ等のネットワークＮ１を介して駅サーバ２に通信可能に接続されている。また、駅８の駅サーバ２は、専用回線、公衆回線等のネットワークＮ２を介して、鉄道事業者（鉄道会社）が管理するサーバ装置であるセンタ装置３に通信可能に接続されている。

本実施形態では、このように構成された駅務システム１００において、駅８内に設置された自動改札機１と、利用者が携帯する利用者端末４とによって、本発明の実施形態に係るコード有効性判定システム９が構成される。つまり、コード有効性判定システム９は、自動改札機１と利用者端末４とにより構成されている。

自動改札機１は、駅８の改札口に設置されている。図３に示すように、自動改札機１は、間に改札通路６を形成するように入場用の自動改札機１Ａ及び出場用の自動改札機１Ｂを対面させてセットで用いられる場合がある。一方の自動改札機１Ａは、入場時の進行方向（矢印Ｄ１０の方向）に沿って前記改札口から改札内に入場する利用者に対して改札処理（入場改札処理）を行う入場用自動改札機としての役割を担う。他方の自動改札機１Ｂは、出場時の進行方向（矢印Ｄ１１の方向）に沿って前記改札口から前記改札口の外側の改札外へ出場する利用者に対して改札処理（出場改札処理）を行う出場用自動改札機としての役割を担う。

なお、自動改札機１は、自動改札機１Ａ或いは自動改札機１Ｂが単体として用いられて、一方向に通行する利用者に対して改札処理を行うものであってもよい。この場合、自動改札機１は、後述するＱＲコード読取部１７（図３参照）が改札外側に配置されるように設置された場合に、入場用自動改札機として用いられる。また、自動改札機１は、ＱＲコード読取部１７が改札内側に配置されるように設置された場合に、出場用自動改札機として用いられる。

以下、駅務システム１００を構成する自動改札機１、駅サーバ２、センタ装置３、及び利用者端末４の具体的な構成について説明する。

［自動改札機１］
図２は、自動改札機１の構成を示すブロック図であり、図３は、自動改札機１の外観を示す斜視図である。自動改札機１は、駅８の改札口に設置されるものであり、前記改札口を通る利用者に対して改札処理を行う。自動改札機１は、図３に示すように、互いに対向するように設置された自動改札機１Ａ及び自動改札機１Ｂを備える。本実施形態では、自動改札機１は、改札通路６（図３参照）を通行しようとする利用者が所有する利用者端末４から二次元コードであるＱＲコード５５（図５参照）を乗車券として取得する。以下、乗車券としてのＱＲコードをＱＲ乗車券５５と称する。ＱＲ乗車券５５は、本発明のコードの一例である。自動改札機１は、取得したＱＲ乗車券５５が有効であると判定した場合に、ＱＲ乗車券５５に含まれる乗車券情報に基づく改札処理を行い、取得したＱＲ乗車券５５が無効であると判定した場合は、ゲート１５を閉鎖して、改札通路６における利用者の通行を禁止する。

ここで、ＱＲ乗車券５５は、乗車券情報が記録された二値のドットパターンからなる二次元コードであるＱＲコードであり、乗車券として鉄道事業者から発行されたものである。具体的には、鉄道を利用する利用者の利用者端末４にインストールされた従来周知の乗車券購入アプリケーションが利用者のＩＤとともに乗車券の発行要求をセンタ装置３に送信すると、鉄道事業者が管理するセンタ装置３が要求内容に応じたＱＲ乗車券５５を発行する。前記乗車券情報には、利用者を示すＩＤ、乗車駅を示す駅名コード、ＱＲ乗車券５５を発行した発行日付及び発行時刻、ＱＲ乗車券５５の発行券種、乗車駅から降車駅までの運賃（金額）、ＱＲ乗車券５５の発行番号などを含む。なお、実施形態では、本発明のコードの一例としてＱＲコードを例示するが、自動改札機１において利用可能な乗車券が、バーコードなどの一次元コードや、その他の情報コードによって実現されていてもよい。

図２及び図３に示すように、自動改札機１は、制御部１１と、記憶部１２と、表示部１３と、通信部１４と、ゲート１５と、ＩＣカード読取部１６（図３参照）と、ＱＲコード読取部１７と、を備えており、これらが自動改札機１の筐体１０（図３参照）に設けられている。

記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ又はＳＳＤなどを含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部１２には、各種制御処理や自動改札機１で実行される後述のコード有効性判定処理などの各種処理を制御部１１に実行させるための制御プログラム、前記各種処理に用いられる各種のデータが記憶されている。また、記憶部１２には、駅サーバ２から自動改札機１に送信される券発行情報が記憶されている。この券発行情報は、入場改札処理時に利用者が提示したＱＲ乗車券５５の乗車券情報を照合するために用いられる情報であり、センタ装置３から駅サーバ２を経て送信される。

表示部１３は、制御部１１からの指示に従って、改札通路６を通行する利用者に対してメッセージを表示する。表示部１３は、例えば、液晶パネルを有している。図３に示すように、表示部１３は、自動改札機１の筐体１０の上面に配置されている。詳細には、表示部１３は、筐体１０の上面において、改札通路６（図３参照）における利用者の進行方向（矢印Ｄ１０又は矢印Ｄ１１の方向）の前方側に配置されている。本実施形態では、表示部１３は、入場又は出場に用いられるゲート１５と概ね同じ位置か、或いは、ゲート１５よりも前記進行方向の前方側に配置されている。利用者の通行が許可される場合、表示部１３には、利用者に通行可能であることを示すメッセージが表示される。また、利用者の通行が許可されない場合、表示部１３には、利用者に通行不可(禁止)であることを示すメッセージが表示される。なお、自動改札機１が出場用として用いられる場合は、表示部１３には、例えば、運賃が不足していることを示すメッセージが表示されてもよい。

通信部１４は、自動改札機１を有線又は無線でネットワークＮ１に接続し、ネットワークＮ１を介して駅サーバ２などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

ゲート１５は、自動改札機１の改札通路６において前記進行方向の前方側の出口の付近に設置される。ゲート１５は、例えば開閉可能な扉である。ゲート１５が開放されると、利用者は自動改札機１の改札通路６を通過することが可能となり、ゲート１５が閉鎖されると、利用者は自動改札機１の改札通路６を通過することが不可能となる。なお、ゲート１５は、物理的な扉に限られず、例えば、ホログラムを用いた立体画像で現された扉であってもよい。また、ゲート１５は、音声により利用者の通過を許可又は禁止する音声ゲートであってもよい。

ＱＲコード読取部１７は、筐体１０の上面において、前記出口付近に設けられたゲート１５よりも前記進行方向の手前側に設けられている。筐体１０の前記進行方向の手前側の端部にはＩＣカード読取部１６が設けられており、ＱＲコード読取部１７は、ＩＣカード読取部１６における読取面上において前記進行方向の前方側に設けられている。ＱＲコード読取部１７は、利用者端末４の表示画面５０（図５参照）に表示されたＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５を含む画面画像５１（図５参照）を撮像してデジタルの画像データ（読取データ）として出力するデジタルカメラなどの撮像部１７１を含む。撮像部１７１は、ＱＲコード読取部１７の読取面に翳された表示画面５０を連続して撮像し（読み取り）、各撮像によって得られた複数の画面画像５１の画像データ（以下、単に「画面画像５１」と称する場合がある。）を制御部１１に送信する。画面画像５１は、ＱＲ乗車券５５のみならず、後述の変化情報５６を含む。制御部１１では、乗車券情報取得部１１１は、ＱＲコード読取部１７から送られてきた画面画像５１からＱＲ乗車券５５を取得して、ＱＲ乗車券５５に含まれる乗車券情報を特定する。

なお、撮像部１７１は、表示画面５０の全領域の画像を画面画像５１として撮像してもよい。

本実施形態では、前記読取面に表示画面５０が翳されてから表示画面５０が前記読取面から離れるまでの所定時間において、撮像部１７１が複数枚の画面画像５１を撮像する構成を例示するが、本発明はこの構成に限られない。例えば、撮像部１７１は、前記所定時間の動画を撮像するものであってもよい。なお、表示画面５０が前記読取面に翳されたか否か、及び、表示画面５０が前記読取面から離れたか否かは、撮像部１７１に入射する光量の変化に基づいて判定することが可能である。

ＱＲコード読取部１７により撮像された複数の画面画像５１（図５参照）は、制御部１１の変化判定処理部１１２（図２参照）による検出処理に用いられる。

なお、自動改札機１には、ＩＣカード読取部１６（図３参照）が設けられており、利用者は、ＩＣカード形式の乗車券をＩＣカード読取部１６に読み取らせる方法などを用いて、自動改札機１を通行することもできる。本実施形態では、ＩＣカード読取部１６の構成、及びＩＣカードの読取処理の説明を省略する。

制御部１１は、自動改札機１の各部の動作を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。そして、制御部１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより自動改札機１を制御する。

図２に示すように、制御部１１は、乗車券情報取得部１１１、変化判定処理部１１２（本発明の変化情報検出部の一例）、有効性判定処理部１１３（本発明の有効性判定部の一例）、通行制御部１１４（本発明の通行制御部の一例）、及びゲート処理部１１５などの各種処理部を含む。なお、乗車券情報取得部１１１及び上述のＱＲコード読取部１７は、本発明のコード取得部の一例である。

制御部１１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。言い換えると、前記ＣＰＵは、本実施形態に係る後述のコード有効性判定処理に応じたプログラムを実行することにより、乗車券情報取得部１１１、変化判定処理部１１２、有効性判定処理部１１３、通行制御部１１４、及びゲート処理部１１５などの処理部として機能する。また、制御部１１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。制御部１１又は前記ＣＰＵが、コード有効性判定処理に対応するプログラムを実行するコンピュータの一例である。

乗車券情報取得部１１１は、ＱＲコード読取部１７から送られてきた画面画像５１からＱＲ乗車券５５を取得し、そのＱＲ乗車券５５に記録されている前記乗車券情報を取得する。乗車券情報取得部１１１は、画面画像５１から、ＱＲコード５５に含まれる３つの切り出しシンボル（ファインダパターン）を抽出し、各シンボルによって特定される矩形領域をＱＲコードの画像と特定する。

変化判定処理部１１２は、ＱＲコード読取部１７から送られてきた複数の前記画面画像に含まれる後述の変化情報５６（図５参照）の変化を検出する。例えば、変化情報５６が、図５に示すように、表示画面５０に表示されている現在時刻（時、分、秒）を示す時刻情報である場合、変化判定処理部１１２は、連続して読み取られた複数の画面画像５１を比較することによって、画面画像５１上の変化情報５６の表示内容が、時間の経過にともなって変化しているかどうかを判定する。ここで、変化情報５６は、刻々と変化する現在時刻が数字で表された文字情報である。変化判定処理部１１２は、具体的には、画面画像５１において変化情報５６が表示される領域５２の位置情報が予め自動改札機１の記憶部１２に登録されている場合は、複数の画面画像５１それぞれから、領域５２の画像を抽出し、抽出された各画像の画素毎の濃度を比較する。そして、所定の閾値以上の濃度差を有する画素が存在している場合に、変化判定処理部１１２は、変化情報５６が変化したと判定する。一方、前記濃度差を有する画素が存在しないと判断した場合は、変化情報５６が変化しなかったと判定する。

なお、表示画面５０に表示される変化情報５６が、時、分、秒を数字で表す時刻情報である場合は、撮像部１７１により撮像される前記所定時間は、少なくとも１秒以上であることが望まれる。一方、表示画面５０に表示される現在時刻は、秒以下の時間（１秒の経過を計測する時間）をミリ秒単位で表示するものであってもよい。この場合、撮像部１７１により撮像される前記所定時間は、少なくても１０００分の１秒以上の時間であれば、変化判定処理部１１２は、高精度に変化情報５６の変化を検出することができる。

また、変化判定処理部１１２は、変化情報５６が数字で表された時刻情報ではなく、時針、分針、秒針によってアナログ形式で表示されたものであっても、上述した手法により変化情報５６の変化を検出することが可能である。なお、前記変化情報５６は、表示画面５０に後述のＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５が表示されてからの経過時間をミリ秒単位で表示するものであってもよい。

ここで、変化判定処理部１１２は、上述した処理例に限られない。例えば、変化情報５６が表示される領域５２の位置情報が記憶部１２に登録されていない場合は、複数の画面画像５１それぞれの画素毎の濃度を比較して、変化情報５６の変化を検出してもよい。また、変化判定処理部１１２は、複数の画面画像５１をＯＣＲ処理することによって画面画像５１に含まれる文字情報を取得し、取得した文字情報を比較することによって、変化情報５６の変化を検出するものであってもよい。

有効性判定処理部１１３は、変化判定処理部１１２によって変化情報５６の変化が検出されたことを条件に、乗車券情報取得部１１１によって取得されたＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５を有効と判定する。つまり、乗車券情報取得部１１１によって取得されたＱＲ乗車券５５が、不正に複製されたＱＲコード又は使用後のＱＲコードのような無効なＱＲコード（以下「不正コード」と称する。）ではないと判定する。

ところで、一般に、利用者端末４などの表示画面５０に表示されるＱＲコードは、複製が容易である。そのため、悪意のある利用者或いは第三者が、利用者が所持する利用者端末４に表示されたＱＲコードを複製することにより、容易に乗車券としてのＱＲコードを偽造することができる。この場合、善意の利用者が使用する前にＱＲ乗車券が悪意の者に使用されたり、使用済みのコードが複数回使用されるという不正が生じる可能性がある。これに対して、本実施形態では、変化判定処理部１１２、及び有効性判定処理部１１３が設けられているため、自動改札機１において利用されるＱＲ乗車券（コード）５５が有効か無効かを判定することができる。その結果、前記不正コードを用いた不正利用を防止することができる。

有効性判定処理部１１３によってＱＲ乗車券５５が有効であると判定された場合、制御部１１は、ＱＲ乗車券５５に含まれる前記乗車券情報に基づいて改札処理を実行する。

通行制御部１１４は、有効性判定処理部１１３による判定結果に基づいて、自動改札機１を利用する利用者の通過を制御する。具体的には、通行制御部１１４は、ＱＲ乗車券５５が有効であると判定された場合に、利用者が改札通路６を通行することを許可する。また、変化判定処理部１１２によって変化情報５６の変化が検出されなかったことによりＱＲ乗車券５５が無効と判定された場合に、利用者が改札通路６を通行することを禁止する。

ゲート処理部１１５は、ゲート１５の動作（開閉動作）を制御する。例えば、改札通路６における利用者の通行が許可された場合、ゲート処理部１１５は、ゲート１５を開放する。一方、改札通路６における利用者の通行が禁止された場合、ゲート処理部１１５は、ゲート１５を閉鎖する。

［駅サーバ２］
駅サーバ２は、駅務室などに設置されるサーバ装置であり、駅８内に属する自動改札機１などの駅務機器を管理する。駅サーバ２は、有線又は無線によりネットワークＮ１，Ｎ２に接続し、所定の通信プロトコルに従って、ネットワークＮ１を介して自動改札機１などの駅務機器との間でデータ通信を実行し、ネットワークＮ２を介してセンタ装置３との間でデータ通信を実行する。センタ装置３から送信された前記券発行情報は、駅８内に属する全ての自動改札機１に送信されて、自動改札機１の記憶部１２内に格納される。

［センタ装置３］
センタ装置３は、駅８を含む鉄道事業を運営する鉄道事業者が管理する中央監視装置であり、鉄道事業者が運営する全ての駅８の駅サーバ２や自動改札機１などの駅務機器を管理する。センタ装置３は、無線によりネットワークＮ２に接続し、所定の通信プロトコルに従って、ネットワークＮ２を介して駅サーバ２や、利用者端末４との間でデータ通信を実行する。

センタ装置３は、利用者端末４上で動作する乗車券購入アプリケーションから送られてきた利用者のＩＤ及び乗車券の発行要求を受信すると、要求内容に応じた前記乗車券情報を含むＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５を発行し、利用者端末４に送信する。また、センタ装置３は、入場改札処理時に利用者が提示するＱＲ乗車券５５との照合に必要な券発行情報を生成して、センタ装置３が管轄する全ての駅サーバ２に送信する。

［利用者端末４］
図４は、利用者端末４の構成を示すブロック図である。図５は、利用者端末４の表示部４３の表示画面５０に表示される情報の一実施例を示す図である。

図４に示すように、利用者端末４は、制御部４１、操作入力部４２、表示部４３、記憶部４４、通信部４６などを備える。利用者端末４は、鉄道を利用する利用者が所持する携帯端末であり、例えばスマートフォン、携帯電話、又はタブレット端末である。

通信部４６は、利用者端末４を無線でネットワークＮ２に接続し、ネットワークＮ２を介してセンタ装置３などの外部機器との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。

操作入力部４２は、利用者の操作を受け付けるマウス、キーボード、又はタッチパネルなどのユーザーインターフェースである。利用者は、利用者端末４にインストールされている前記乗車券購入アプリケーションを操作したり、発行済みのＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５を表示したりする際に、操作入力部４２を操作して、所定の指示や情報を入力する。

表示部４３は、各種の情報を表示する液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイなどディスプレイ装置である。図５に示すように、鉄道を利用する際に必要なＱＲ乗車券５５や、現在時刻を示す時刻情報としての変化情報５６が表示部４３の表示画面５０に表示される。言い換えると、表示画面５０にＱＲ乗車券５５が表示される場合は、必ず、同画面内に変化情報５６（時刻情報）が表示される。本実施形態では、変化情報５６は、表示画面５０において、ＱＲ乗車券５５の表示領域とは異なる他の領域５２に表示される。ここで、領域５２は、表示画面５０において、ＱＲ乗車券５５の下側に隣接して配置されている。

記憶部４４は、各種の情報を記憶するフラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体である。記憶部４４には、制御部４１に各種処理を実行させるための制御プログラムや、前記乗車券購入アプリケーションのプログラム、発行済みのＱＲ乗車券５５などの各種情報が記憶されている。

制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。そして、制御部４１は、前記ＲＯＭ又は記憶部４４に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより利用者端末４を制御する。

図４に示すように、制御部４１は、購入処理部４１１、変化情報取得処理部４１２と、表示処理部４１３（本発明の変化情報表示処理部の一例）などの各種処理部を含む。

なお、制御部４１は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、制御部４１に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

購入処理部４１１は、前記ＣＰＵが前記乗車券購入アプリケーションのプログラムを実行することにより実現される。購入処理部４１１は、利用者端末４に前記乗車券購入アプリケーションがインストールされることによって、利用者端末４上で機能する処理部である。前記乗車券購入アプリケーションが利用者端末４上で起動され、ログイン画面において登録済みの利用者ＩＤやパスワードが入力されると、乗車券購入画面が表示される。利用者は、乗車券購入画面において、乗車駅や降車駅、運賃などを含む乗車券情報を入力し、その後、発行要求を確定すると、その情報がセンタ装置３に送られる。その後、適切な決済処理がなされることにより、前記乗車券情報が記録されたＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５がセンタ装置３から送られてくる。このＱＲ乗車券５５は、表示処理部４１３による表示処理が可能なように、記憶部４４に記憶される。

変化情報取得処理部４１２は、表示画面５０に表示される変化情報５６を取得する処理を行う。具体的には、利用者端末４に組み込まれている時計機能が表示する時刻情報（時、分、秒）を変化情報５６として取得する。

表示処理部４１３は、記憶部４４に記憶されているＱＲ乗車券５５と、変化情報取得処理部４１２によって取得された変化情報５６とを、同じ表示画面５０に表示する処理を行う。つまり、表示処理部４１３は、利用者端末４の表示部４３の表示画面５０にＱＲ乗車券５５とともに変化情報５６を表示する。なお、ＱＲ乗車券５５が表示画面５０に表示されていない場合は、変化情報５６を表示画面５０に表示させる必要は無い。

［コード有効性判定処理］
以下、図５のフローチャートを用いて、自動改札機１の制御部１１によって実行されるコード有効性判定処理の手順の一例とともに、本発明のコード有効性判定方法について説明する。図５において、Ｓ１１，Ｓ１２，・・・は処理手順の番号（ステップ番号）を示す。なお、以下のコード有効性判定処理は、利用者が自動改札機１の改札通路６に進入した際に利用者端末４の表示画面５０がＱＲコード読取部１７の読取面に翳された場合に行われる。

〈ステップＳ１１〜Ｓ１２〉
制御部１１は、表示画面５０がＱＲコード読取部１７の読取面に翳されると、制御部１１は、表示画面５０を連続撮像して、ＱＲ乗車券５５を含む複数の画面画像５１の画像データを取得する（Ｓ１１）。つまり、制御部１１は、表示画面５０からＱＲ乗車券５５を取得する。ここで、ステップＳ１１は、本発明のコード取得ステップの一例である。その後、ステップＳ１２において、制御部１１は、取得した画面画像５１にＱＲ乗車券５５が含まれているか否かを判定する。表示画面５０にＱＲ乗車券５５及び変化情報５６が適切に表示されている場合は、画面画像５１にもＱＲ乗車券５５が含まれているため、この場合、制御部１１は、画面画像５１にＱＲ乗車券５５が含まれていると判定する。なお、表示画面５０に画面画像５１が表示されていなかった場合、或いは、画面画像５１を良好に撮像できなかった場合は、画面画像５１内にＱＲ乗車券５５を特定できないため、この場合は、制御部１１は、画面画像５１にＱＲ乗車券５５が含まれていないと判定する。なお、ステップＳ１２において、ＱＲ乗車券５５が含まれていないと判定されると、制御部１１は、次のステップＳ２０において、読取エラーのメッセージを表示部１３に表示するエラー処理を行った後に、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。

〈ステップＳ１３〜Ｓ１４〉
ステップＳ１２において、ＱＲ乗車券５５が含まれていると判定されると、制御部１１は、次のステップＳ１３において、取得した画面画像５１に変化情報５６が含まれているか否かを判定する。ここで、画面画像５１に変化情報５６が含まれていないと判定されると、ステップＳ２０のエラー処理を行った後に、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１２において、画面画像５１に変化情報５６が含まれていると判定されると、制御部１１は、連続して撮像された複数の画面画像５１の領域５２の画像を抽出し、抽出された各画像の画素毎の濃度を比較する（Ｓ１４）。

〈ステップＳ１５〉
次のステップＳ１５では、制御部１１は、ステップＳ１４の比較結果に基づいて、変化情報５６が変化したかどうかを判定する。ここで、ステップＳ１５は、本発明の変化情報検出ステップの一例である。具体的には、制御部１１は、比較した各画素に、所定の閾値以上の濃度差を有する画素が存在している場合に、変化情報５６が変化したと判定し、前記画素が存在していない場合に、変化情報５６が変化しなかったと判定する。

〈ステップＳ１６〜Ｓ１７〉
ステップＳ１５において変化情報５６が変化したと判定されると、制御部１１は、取得したＱＲ乗車券５５が未使用のものであり、適切に発行されたものであると認定する。つまり、取得したＱＲ乗車券５５は前記不正コードではなく、有効なものと認定する。ここで、ステップＳ１６，Ｓ１７は、本発明の有効性判定ステップの一例である。この場合、制御部１１は、改札通路６の出口付近のゲート１５を開放する（Ｓ１６）。そして、表示部１３に、通行可能であることを示すメッセージを表示する（Ｓ１７）。

〈ステップＳ１８〜Ｓ１９〉
一方、ステップＳ１５において変化情報５６が変化しなかったと判定されると、制御部１１は、取得したＱＲ乗車券５５が前記不正コードであると認定する。このような不正コードを用いた通行は認めるべきではないため、この場合、制御部１１は、改札通路６の出口付近のゲート１５を閉塞し（Ｓ１８）、表示部１３に、通行不可(禁止)であることを示すメッセージを表示する（Ｓ１９）。これにより、前記不正コードを利用する不正な利用者の通行を確実に止めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る自動改札機１では、上述したコード有効性判定処理が行われるため、変化情報５６が変化したと判定された場合に、取得されたＱＲ乗車券５５を有効なコードと判定することができ、変化情報５６の変化が検出されなかった場合に、取得されたＱＲ乗車券５５を無効なコードと判定することができる。その結果、乗車券としてのＱＲコードを複製して得られた前記不正コードが自動改札機１で利用されたとしても、その不正コードが無効と判定されるため、自動改札機１において前記不正コードを用いた不正利用が防止される。また、本実施形態では、ＱＲ乗車券５５が有効かどうかを判定する際に、センタ装置３との間で既に使用済みかどうかなどを認証する認証処理をする必要がなく、また、前記認証処理を行うための認証システムを構築することもなく、利用者端末４の前記乗車券購入アプリケーション及び自動改札機１の動作プログラムをアップデートするだけで、ＱＲ乗車券５５の有効性を判定することができる。

また、上述した変化情報５６は、現在時刻を示す時刻情報であるため、利用者端末４に組み込まれている時計機能を利用することができ、わざわざ変化情報５６を生成する処理を行ことなく、変化情報５６を取得することができる。

なお、上述した実施形態では、ＱＲコード読取部１７によって画面画像５１が連続して読み取られ、制御部１１の乗車券情報取得部１１１によってＱＲ乗車券５５が取得される処理例について例示したが、本発明はこの処理例に限られない。例えば、乗車券情報取得部１１１の機能がＱＲコード読取部１７に備えられていてもよい。

また、上述の実施形態では、表示画面５０においてＱＲ乗車券５５の表示領域とは異なる領域５２に変化情報５６が表示される構成を例示したが、本発明はこの例に限られない。例えば、上述の変化情報５６に代えて、図７に示す変化情報５６Ａを適用することも可能である。ここで、変化情報５６Ａは、ＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５の一部に割り当てられた部分コード（つまり、ＱＲ乗車券５５の一部）であり、図７の符号５３で示す領域の二値のドットパターンである。この場合、ＱＲ乗車券５５において、変化情報５６Ａは、前記乗車券情報として使用していない部分であって、ＱＲ乗車券５５の大きさに対して極めて小さな部分が割り当てられる。当該部分のサイズは、変化していることが利用者によって容易に把握され難い程度のサイズであることが好ましい。このような変化情報５６Ａを用いる場合、変化判定処理部１１２は、変化情報５６Ａの形態が変化したことを検出する。つまり、時間の経過とともに変化情報５６Ａの形態が変化したかどうかを判定する。また、利用者端末４の変化情報取得処理部４１２は、符号５３に示す領域の情報を所定時間（例えば、０．１秒）毎に異なる情報を示す形態に変化させる処理を行う。例えば、変化情報取得処理部４１２は、図７の要部ＶＩＩＡに示す形態から、図７の要部ＶＩＩＢに示す形態に変化させる。変化させる形態は、少なくとも２パターンあればよく、例えば、３以上の複数パターンであることが好ましい。なお、前記所定時間は、利用者がＱＲ乗車券５５を読み取らせるためにＱＲコード読取部１７に表示画面５０を翳している時間よりも短い時間であり、翳している間（ＱＲ乗車券５５の読取中）に変化情報５６が変化する時間であればよい。

なお、上述した変化情報５６Ａが示す二値のドットパターンは、特定の情報を示すものでなくてもよい。ドットパターンの形態が時間の経過とともに前記所定時間ごとに変化するものであればよい。一方で、変化情報５６Ａが示す二値のドットパターンに特定の情報を持たせてもよい。例えば、変化情報５６Ａが示すドットパターンが、現在時刻を示す時刻情報、或いは、表示画面５０にＱＲ乗車券（ＱＲコード）５５が表示されてからの経過時間を示す情報であってもよい。この場合、変化情報取得処理部４１２は、利用者端末４に組み込まれている時計機能が表示する時刻情報や経過時間（時、分、秒、ミリ秒）を取得して、その変化に対応してドットパターンを変化させることで、変化情報５６Ａを生成することが好ましい。

また、上述の変化情報５６に代えて、図８に示す変化情報５６Ｂを適用することも可能である。ここで、変化情報５６Ｂは、領域５２に表示されたものであり、時間の経過とともに変化する画像（動画）である。図８に示す例では、時間の経過とともに領域５２内を左方向へ移動する電車のアイコン画像が示されている。このような変化情報５６Ｂを用いる場合、変化判定処理部１１２は、変化情報５６Ｂの位置（表示位置）が変化したことを検出する。つまり、時間の経過とともに変化情報５６Ａの位置が変化したかどうかを判定する。また、利用者端末４の変化情報取得処理部４１２は、変化情報５６Ａの位置を前記所定時間（例えば、０．１秒）毎に変化させる処理を行う。なお、電車のアイコン画像が単なる一例であり、画像の形状は限定されない。また、変化情報５６Ｂとして、領域５２内において位置が変化する画像以外に、例えば、経時的に形態が変化する画像や、経時的に色が変化する画像などを適用することも可能である。

１ ：自動改札機
２ ：駅サーバ
３ ：センタ装置
４ ：利用者端末
８ ：駅
９ ：コード有効性判定システム
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：表示部
１４ ：通信部
１５ ：ゲート
１７ ：ＱＲコード読取部
５０ ：表示画面
５１ ：画面画像
５２ ：領域
５５ ：ＱＲコード（ＱＲ乗車券）
５６，５６Ａ，５６Ｂ：変化情報
１００ ：駅務システム
１１１ ：乗車券情報取得部
１１２ ：変化判定処理部
１１３ ：有効性判定処理部
１１４ ：通行制御部
１１５ ：ゲート処理部
１７１ ：撮像部
４１１ ：購入処理部
４１２ ：変化情報取得処理部
４１３ ：表示処理部

Claims (10)

1. 端末装置の表示画面から予め定められたコードを取得するコード取得部と、
   前記表示画面に含まれる経時的に変化する変化情報の変化を検出する変化情報検出部と、
   前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード取得部により取得された前記コードを有効と判定する有効性判定部と、を備える自動改札機。
2. 前記変化情報は、前記コードの一部に割り当てられた部分コードであり、
   前記変化情報検出部は、前記部分コードの変化を検出する、請求項１に記載の自動改札機。
3. 前記変化情報は、前記表示画面において前記コードの表示領域以外の他の領域に表示されており、
   前記変化情報検出部は、前記他の領域における前記変化情報の変化を検出する、請求項１に記載の自動改札機。
4. 前記変化情報は、形態、表示位置、又は色が経時的に変化する画像である、請求項３に記載の自動改札機。
5. 前記変化情報は、現在時刻を示す時刻情報である、請求項１から３のいずれかに記載の自動改札機。
6. 前記変化情報検出部は、前記表示画面を連続して読み取り、読み取られた複数の読取データを比較することによって前記変化情報の変化を検出する、請求項１から５のいずれかに記載の自動改札機。
7. 前記有効性判定部による判定結果に基づいて利用者の通過を制御する通行制御部を更に備え、
   前記通行制御部は、
   前記有効性判定部によって有効と判定された場合に利用者の通過を許可し、前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されなかったことにより前記コード取得部により取得された前記コードが前記有効性判定部によって無効と判定された場合に利用者の通過を禁止する、請求項１から６のいずれかに記載の自動改札機。
8. 端末装置の表示画面に予め定められたコードとともに経時的に変化する変化情報を表示する変化情報表示処理部と、
   前記端末装置の前記表示画面から前記コードを取得するコード取得部と、
   前記表示画面に含まれる前記変化情報の変化を検出する変化情報検出部と、
   前記変化情報検出部によって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード取得部により取得された前記コードを有効と判定する有効性判定部と、を備えるコード有効性判定システム。
9. 端末装置の表示画面から予め定められたコードを取得するコード取得ステップと、
   前記表示画面に含まれる経時的に変化する変化情報の変化を検出する変化情報検出ステップと、
   前記変化情報検出ステップによって前記変化情報の変化が検出されたことを条件に、前記コード取得ステップにより取得された前記コードを有効と判定する有効性判定ステップと、を備えるコード有効性判定方法。
10. 請求項９に記載のコード有効性判定方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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