JP2020181305A - 生体判別装置及び生体判別方法、並びに個人認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】認証対象である人物に対して特殊な生体反応動作をさせたり、その生体情報を保持する人物に対して所定の動作を要求したりすることなく、写真、絵、動画像表示機器などが撮影範囲内に存在した場合でも、誤動作や誤判別がない生体判別装置を提供する。【解決手段】対象物が生体であるか非生体であるかを判別する生体判別装置であって、前記対象物の振動を取得する動画カメラと、前記対象物に光を照射する照明機器と、を備えることを特徴とする生体判別装置とし、好ましくは、前記動画カメラのフレームレートが、３００Ｆｐｓ以上である生体判別装置とする。【選択図】図１

Description

本発明は、認証対象物が生体であるか、または写真や印刷物等の非生体であるか、を判別する装置及びその生体判別方法、並びにそれらを用いた個人認証方法に関する。

従来、部屋への入室者を制限する入室管理システムとして、入室を希望する者（以下、認証対象者と言う。）の顔をＣＣＤカメラなどのデジタルカメラ等の撮像装置で撮像し、ここで撮像した顔画像を利用して、認証対象者が部屋への入室を許可されている登録者であるかどうかを判定する方法がある。

それらのうち、人物の生体情報を撮影して得られる特徴情報や状態を利用する生体認証装置においては、撮影対象領域に生体情報が写された写真や絵の印刷物、あるいは、撮像表示機器によって非生体部分の画像が撮影されてしまった場合、誤判別や誤動作をしてしまう可能性がある。そのため、判定を可能とするためには、まず撮像装置で撮像した認証対象が、生体であるか写真等の非生体であるか、を判別する必要がある。

そこで、例えば特許文献１や特許文献２では、認証対象者の撮影時に照射光を照射して、照射していない状態と照射した状態の前後における生体領域の輝度分布を求め、輝度分布の差が所定の条件を満たしていなければ非生体と判断する方法が記載されている。

しかしながら、前記の方法では、ヒトの形状をしたものであれば生体と判別してしまう可能性がある。例えば精巧に作られたマネキンやマスク（面）などを装置で撮影した場合、形状はヒトと変わらないため光を照射した際の前後の輝度分布の差はヒトの場合と同じになってしまう。このように、形状のみで判別する装置の場合では非生体が生体と判別されてしまう可能性がある。

そこで、これらの問題を解決する手段として、特許文献３、４では、認証対象となる生体情報を保持する人物に対して特殊な生体反応動作をさせたり、所定の動作を要求したりして撮影する方法が提案されている。

しかしながら、撮影対象となる生体情報を保持する人物に対して特殊な生体反応動作をさせたり、所定の動作を要求したりすることは、利用者にとって負担を強いることになる。また、撮像装置にスマートフォン等により、認証対象者の動画を撮影させた場合、その動画上の人物の生体情報を受け付け、成りすましが発生してしまうという問題がある。

特開２００６−９９６１４号公報 特許第３８２９７２９号公報 特開平１１−３３９０４８号公報 特開２００３−２４２４９１号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、認証対象である人物に対して特殊な生体反応動作をさせたり、生体情報を保持する人物に対して所定の動作を要求したりすることなく、写真、絵、動画像などが撮影範囲内に存在した場合でも、誤動作や誤判別がな
く生体判別ができ、あらかじめ登録しておいた認証対象者の生体情報と比較対照することにより、個人認証することができる、生体判別装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、対象物が生体であるか非生体であるかを判別する生体判別装置であって、
前記対象物の振動を取得する動画カメラと、前記対象物に光を照射する照明機器と、を備える、ことを特徴とする生体判別装置としたものである。

請求項２に記載の発明は、前記動画カメラのフレームレートが、３００Ｆｐｓ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の生体判別装置としたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１、または２に記載の生体判別装置を用いる生体判別方法であって、
前記対象物の振動が前記対象物の生理学的な振動を示し、
且つ前記対象物に光を照射したときの前記対象物の少なくとも一部の輝度分布が立体的な特徴を示す場合に、前記対象物は生体である、と判別する、ことを特徴とする生体判別方法としたものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１、または２に記載の生体判別装置を用いる個人認証方法であって、
前記生体判別装置はデータメモリ部を備え、
前記データメモリ部に、あらかじめ前記対象物たる個人の生体情報を登録しておき、
前記動画カメラにより取得された生体情報と、前記登録しておいた生体情報とを、比較対照することにより本人確認処理を行う、ことを特徴とする個人認証方法としたものである。

本発明によれば、認証対象である人物に対して特殊な生体反応動作をさせたり、生体情報を保持する人物に対して所定の動作を要求したりすることなく、写真、絵、動画像などが撮影範囲内に存在した場合でも、誤動作や誤判別がなく生体判別ができる生体判別装置が得られる。また、該生体判別装置にあらかじめ認証対象者の生体情報を登録しておき、該生体判別装置が備える動画カメラにより取得された生体情報と比較対照することにより、個人認証することができる。

本発明の生体判別装置を用いる生体判別方法のフロー図である。 認証対象物の生理学的な振動の一種である振動を行う、眼輪筋の位置を示す模擬図である。 本発明の生体判別装置の構成を例示し、本発明の生体判別方法の実施例の様態を示す模擬図である。

以下、本発明の実施形態に係る生体判別装置及び生体判別方法、並びに個人認証方法について図面を用いて説明する。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。

図１は、本発明の生体判別装置を用いる生体判別方法のフロー図である。本発明の生体
判別装置は、動画カメラを備え、対象物の振動を取得する。本発明の生体判別方法では、前記の振動として、対象物の生理学的な振動を取得する。

人間などの生体は、筋組織の収縮運動から約１０〜１００Ｈｚの振動を常時行っている。そこで、例えば顔の場合、瞼の揺れや表情筋の振動などの微細な振動を、動画カメラで捉えることで生体の生理学的反応と判別することが可能となる。例えば、目の眼輪筋は目を開くための筋肉で、開き続けるために常に筋肉が収縮し続けている。
図２は生理学的な振動の一種である振動を行う、眼輪筋の位置を示す模擬図である。生体の生理学的な振動としては、永続的な振動だけではなく、例えば光を照射した際の、条件反射的な瞼の動きなども挙げることができる。

前記のように、瞼の揺れや表情筋の振動などを動画カメラで測定・分析することにより、対象物はマネキンやマスクではなく生体情報を有することを、まず判別することができる（図１のＳｔｅｐ１）。

瞼の揺れや表情筋の振動などの生理学的な振動は約１０〜１００Ｈｚであるので、動画カメラでより精密に測定・分析するためには、動画カメラのフレームレートは３００Ｆｐｓ以上であることが好ましい。

また、本発明の生体判別装置は、動画カメラに加えて、対象物に光を照射する照明機器を備えている。これにより、対象物に光を照射したときの対象物の輝度分布が立体的な特徴を示す場合に、前記対象物は立体である、と判別することができる（図１のＳｔｅｐ２）。ここで、輝度分布の立体的な特徴とは、動画像による対象物の輪郭と、凹凸を含む対象物とカメラとの距離に応じて、対象物の凹凸を反映するような輝度分布を示す、ことを意味する。

光を照射する部分は、対象物の一方向からの全体でもよく、一部であってもよい。照明機器は、ストロボのように短時間照明するものでもよく、長時間照射するものであってもよい。これらは対象物の輝度分布が立体的な特徴を示し対象物が立体である、と判別する容易さに応じて適宜選択することができる。

Ｓｔｅｐ１で対象物は生体情報を有することが判明しており、さらにＳｔｅｐ２で、対象物は立体でありスマートフォン等による動画ではないことが判別するので、対象物は生体である、と判定することができ、成りすましを防止することができる。

本発明の個人認証方法は、データメモリ部を備え、該データメモリ部にあらかじめ個人の生体情報を登録しておき、本発明の生体判別装置及び生体判別方法により生体と判定した生体の、本発明の生体判別装置が備える動画カメラにより取得した生体情報と比較対照することにより本人確認処理を行う。ここで用いる生体情報は、例えば目、鼻、口等の顔の特徴、皮膚の状態、手足の長さ、静脈、虹彩の形状や色などである。

図３は、本発明の生体判別方法の実施例の様態を示す模擬図であり、本発明の生体判別装置の構成を例示している。

フレームレートが３０Ｆｐｓ、１２０Ｆｐｓ、３００Ｆｐｓの３種類の動画カメラで、照明機器としてカメラ用ストロボを照射したときのヒト、またはマスク（面）の動画を撮影し、眼輪筋の動きの変化を測定し、生体判別テストを実施した。結果を表１に示す。

３００Ｆｐｓ対応の動画カメラで撮影した場合、眼輪筋の変化を捉えることが可能であり、生体の判別が可能であった。１２０Ｆｐｓ対応のカメラで撮影した場合、安定して判別ができなかったため、眼輪筋の変化を利用した本例では、３００Ｆｐｓ以上の動画カメラで撮影する必要があることが分かった。

本発明の個人認証方法は、入室管理システムの他に、例えば金融機関が店頭でＩＣキャッシュカードを発行し、顧客にその場で手渡すことができるＩＣキャッシュカード店頭即時発行サービス等における個人認証に応用することができる。

Claims (4)

1. 対象物が生体であるか非生体であるかを判別する生体判別装置であって、
   前記対象物の振動を取得する動画カメラと、前記対象物に光を照射する照明機器と、を備える、
   ことを特徴とする生体判別装置。
2. 前記動画カメラのフレームレートが、３００Ｆｐｓ以上である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体判別装置。
3. 請求項１、または２に記載の生体判別装置を用いる生体判別方法であって、
   前記対象物の振動が前記対象物の生理学的な振動を示し、
   且つ前記対象物に光を照射したときの前記対象物の少なくとも一部の輝度分布が立体的な特徴を示す場合に、前記対象物は生体である、と判別する
   ことを特徴とする生体判別方法。
4. 請求項１、または２に記載の生体判別装置を用いる個人認証方法であって、
   前記生体判別装置はデータメモリ部を備え、
   前記データメモリ部に、あらかじめ前記対象物たる個人の生体情報を登録しておき、
   前記動画カメラにより取得された生体情報と、前記登録しておいた生体情報とを、比較対照することにより本人確認処理を行う、
   ことを特徴とする個人認証方法。

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