JP4012746B2 - 認証装置、行動認証システム、複写装置、及び配送・収集認証システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、爪形状を用いた認証装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体情報を用いるバイオメトリクス個人認証を応用した各種のシステムが実用化されつつある。生体情報を用いることで、パスワードのように忘れたりせず、印鑑のように盗まれたりしない便利な認証システムを構築することができる。例えば、指紋や虹彩、顔形状を用いた入退室管理システム、指紋を用いたネットワークやＰＣへのアクセス管理や、指紋を用いた複写装置の複写制限（特開平７−２８３６５号公報， 特開平７−１２９０４９号公報）などが良い例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、指紋や虹彩を用いることで、高精度に個人認証を行えるようになってきている一方、指紋や虹彩は人の一生を通じて変わらないため、いったん情報が盗まれると、指紋や虹彩を跡から変更できないので、極めて問題になりやすい。
この点で、顔形状は成人でもゆっくり変化するため、１年程度の周期で更新する必要があるが、逆に情報盗難があっても致命的な問題は生じにくい。また指紋に比べて顔形状の方が、操作者の抵抗感が少ない。ただし、顔写真や顔形状を取ることは、最近米国を中心に、プライバシーの点で問題が生じるのではないかという懸念が生じてきている。
パスワード方式に対する生体情報を用いる利点は既に述べたとおりであるが、指紋や虹彩の利点でもあり問題点でもあるのは、これらが終生変わらないことである。
生体情報を用いる場合、顔形状のように時間と共にゆっくり変化する特徴を、定期的に更新しながら利用するのが望ましい状況もある。ただし、その場合は顔形状のようにプライバシーを考慮しなくてはならないようでは、採用しにくい場合もある。顔形状以外の、時間とともにゆっくり変化するバイオメトリック情報を用いた認証手法が、今後いっそう求められていく。また、いくつか候補を切り替えられることも望ましい特性である。状況に応じて別の認証キーを切り替えたり、もし情報が盗まれた場合に、臨時に利用する別の認証キー候補があれば操作者にとって便利である。例えば、顔は一つなので顔形状のデータを切り替えることができない。虹彩であれば通常は左右の眼の２種類、指紋であれば指の本数だけ代替候補をとり得る。
本発明は上述の実情に鑑み、バイオメトリクス認証でありながら、比較的短期に更新を行いながら利用でき、同時にプライバシーの問題を回避でき、代替候補を確保できる認証装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、該認証手段で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする。
即ち、爪（爪甲）の形は遺伝的要因が大きく影響するので個人により異なるが、爪は外傷や健康状態による変形や経時変化がおきやすいため、爪形状を用いた認証は一般的ではない。例えば、爪が完全に生え変わる期間は４から８ヶ月と言われている。また、角質化した爪の先端部（自由縁）は爪が伸びたり爪を切ることで形状が変化するのは明らかである。爪の色は、健康状態以外にも爪を染めることで変化してしまう。
一方、爪の根元の爪半月に近い、爪甲と上爪皮の境界部の円弧形状や爪甲の幅などは、短期間で大きな変化はみられない。そのため、爪形状としてこれらを特徴量として用いることで、数ヶ月から１年程度の周期で定期更新を行う認証向きの生体情報と言える。また、指は通常複数本あるため、爪形状を登録する指を変えることで、容易に認証を切り替えることができる特徴をもつ。例えば病気や怪我である指が使えない場合や、爪形状の情報が漏洩してしまった場合なども、代わりの指の爪形状で代用できる。
【０００５】
そこで、本発明の請求項１記載の認証装置では、まず被測定者Ｐの爪形状を、画像取得手段Ｇで取得する。取得方法としてもっとも簡便なのは、ＣＣＤカメラなどで電子的に撮影し、画像処理とパターン認識を用いて爪形状を得る。得られた爪形状は、保存手段Ｓに保存される。これはネットワークで接続されたサーバでも良いし、ローカルメモリでも、ハードディスクやＩＣカードのようなものでも良い。認証手段Ａは保存手段Ｓから既に登録された爪形状データを読み出し、爪形状同士を比較・照合し認証を行う。この認証結果に応じて、実行手段Ｅは何らかの手順を実行する。例えばこの認証装置を用いて入退出管理を行うならば、認証されればドアを開け、認証されなかったら再度認証を促したり警報を発するなどの動作を行う。
爪形状を用いた認証装置は、操作者（ここでは被測定者Ｐ）の知識の有無を用いたパスワードやＩＣカードに比べて忘れたり盗難にあう危険が少ないため、操作者に対する負担が少なく、また仮に爪形状情報の盗難にあっても、しばらくすると爪形状が変化し認証情報の意味を失うため、長期にわたって認証情報の盗難の影響をこうむることがない。また複数の認証システムで登録する爪形状を切り替えることも可能になり、複数の忘れないパスワードを持っているのと同等な効果をもたらす。用いる指の爪は手に限らず足でも良い。例えば、手術の際に医療ミスを防ぐため患者を同定する場合などは、手より足の方が測定しやすいことが多い。
【０００６】
本発明の請求項２記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段と、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物にあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする。
この請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に似ているが、被測定者Ｐ以外に、個体情報を含むタグを付加された対象物Ｏが関係する点が異なる。認証手段Ａが被測定者Ｐを認証するまでは同じなので説明は省略する。対象物とは、タグ情報が印刷された紙、タグが貼り付けられた荷物、タグ情報が書き込まれた電子ファイルなど、物理的な実体があってもなくても良く、被測定者Ｐに対して渡される情報、あるいは被測定者Ｐから与えられた情報を担う容器の役目をする物である。対象物Ｏのタグはタグ情報取得手段Ｒで読み込まれて、認証手段Ａでの認証結果とこのタグ情報を用いて、対応付け手段Ｃにより対応付けを行う。例えば、対象物Ｏが鍵つきのコンテナであり、タグにコンテナの集荷先情報が書かれていて、タグ情報取得手段Ｒが集荷先情報を読み取り、被測定者Ｐが集荷先であるかどうかを対応付け手段Ｃが判断する。その結果を実行手段Ｅが実行する。
又、例えば集荷用のコンテナである対象物の鍵を開けて、被測定者Ｐが送りたい品物を中に入れることができるなどである。タグ情報は書き換え不可能でも、必要に応じて書き換え可能であっても良い。対象物に物理的な実体がある場合は、ＩＣカードや無線タグ、印刷されたパターンなどがタグとして用いることができ、電子ファイルならタグはコード化されたデータ列になる。
また、請求項１記載の発明と同様に、爪形状で認証を行うことで、被測定者Ｐに向けた対象物Ｏの配送と集荷に対し、生体情報を用いた忘れない認証機能をつけたのと同等な効果がある。
【０００７】
本発明の請求項３記載の発明では、請求項１、２に記載の発明おいて、前記被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段が、爪を含む指の立体形状も取得し、得られた指の立体形状から爪形状を補正するように構成されていることを特徴とする。
即ち、爪形状を普通にカメラで撮影する場合、爪形状を正確に測定できるように、指の位置や向きに制限を加える必要がある。爪を含む指の立体形状を測定することで爪の傾きが分かるので、多少曲がった角度で爪形状を撮影しても立体形状から本来の正しい爪形状に補正することができる。また測定した爪甲の立体形状を使ってさらに認識精度を高めることもできるし、爪の写真を誤って本物の爪と判断することも避けられ、偽造防止の効果もある。
本発明の請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、ステレオマッチング法を用いていることを特徴とする。
即ち、立体形状の取得に視点の異なる複数画像を用いたステレオマッチング法を用いることで、特別な照明なしで爪の立体形状を取得できる。ステレオマッチングに必要な画像数は最低でも２枚なので、爪形状を撮影するカメラの位置をモーターなので変えるか、あらかじめカメラを複数用意して複数の爪の画像を取得するかすればよい。
本発明の請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、パターン光照射法を用いていることを特徴とする。
即ち、立体形状の取得に視点の異なる複数画像を用いたパターン光照射法を用いることで、パターン光を照射する照射系が必要になるが、ステレオマッチング法のように対応点探索を行わなくて良いため、爪形状の立体形状の取得の信頼性や精度の向上が期待できる。またカメラは１つでよい。
本発明の請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法である前記パターン光照射法の照射パターンが、不可視光で照射されていることを特徴とする。
この請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明のパターン光を照射する際に、不可視光、例えば近赤外線などを用いる。近赤外線は可視光に比べて人体に対する安全性が高いため、背景光の影響を相殺するため比較的強度の強いパターン光を照射しなくてはならないとしても、人体に対する安全性を確保することができる。
【０００８】
本発明の請求項７記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段とを備え、該認証手段で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた行動を実行するように構成されていることを特徴とする。
この請求項７記載の発明は、請求項１記載の認証装置を、行動認証システムに適用したものである。具体的に、行動認証とは入退出管理のドアの開閉システムや、ＰＣのアクセス管理システム、幼い子供や徘徊者を門の外に出さないようにする施設管理システム、貸し金庫の認証システムなどである。爪形状認識を用いているため、これらの短期で認証を更新することが望ましい用途に適しており、また認証情報の盗難に対しても長期の安全性が確保されるシステムを構築できる。
本発明の請求項８記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段とを備え、該認証手段で得られた認証の結果、前記操作者があらかじめ登録された操作者であれば、前記操作者が文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項８記載の発明は、請求項７記載の行動認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。複写装置の操作者Ｐの爪形状で認証を行い、もし操作者が登録された操作者なら文書の複写が許される。この形態の認証システムは、複写対象の文書によらずに、部屋ごとあるいはフロア毎のコピーガードをかけることでセキュリティを確保したい場合に適する。
【０００９】
本発明の請求項９記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの個体情報を取得するスキャナとを備え、該スキャナで得られた個体情報が複写を制限する情報を含む場合、前記操作者に前記認証手段を用いて認証させ、その認証の結果、前記操作者が登録された操作者であれば、前記操作者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項９記載の発明は、請求項１１記載の配送・収集認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。請求項８記載の発明と異なり、複写される文書そのものに、認証が必要か不要かのタグ情報が埋め込まれている。例えば、文書の背景の模様のパターンや空間周波数、不可視のインクで書かれたパターン、あるいはバーコードのような認識パターンなどにより、文書が印刷された時にタグ情報が書き込まれる。複写装置に設けられたスキャナＲｃが一旦文書を読み取り、もしタグ情報が認証不要ならそのまま複写を行い、もし認証が必要なら、画像取得手段Ｇと保存手段Ｓと認証手段Ａからなる認証装置で認証を行わせ、もし操作者が登録された操作者なら文書の複写が許される。もしタグ情報を読めなかったら、安全を期して複写を禁じても良い。この形態のコピーガードシステムは、複写対象の文書自身が認証の要・不要のタグ情報を持つため、必要ない場合は認証を行わずにすむので、複写装置の操作者に対する認証の負担が低減する。
本発明の請求項１０記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、配布先情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの配布先情報を取得するスキャナと、前記認証手段で得られた認証結果と前記スキャナで得られた配布先情報から、前記操作者が前記文書の配布先になっているか判別する配布先対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた配布先対応付けの結果で前記操作者が配布先であれば、前記操作者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項１０記載の発明は、請求項１１記載の配送・収集認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。請求項１０記載の発明と異なる点は、複写される文書のタグ情報に配布先情報が含まれることである。文書へのタグ情報の埋め込みは請求項９記載の発明と同様な手法が考えられる。画像取得手段Ｇと保存手段Ｓと認証手段Ａからなる認証装置で操作者Ｐの認証を行ない、操作者が誰であるか、認証付きで判断する。次に複写装置に設けられたスキャナＲｃが一旦文書を読み取る。得られたタグ情報にある配布先が、操作者を含んでいればそのまま複写を行い、もしそうでなければ複写を禁止する。この形態のコピーガードシステムは、複写対象の文書自身が配布先のタグ情報を持つため、文書ごとにコピーガードを行うことができる。
【００１０】
本発明の請求項１１記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物を前記被測定者に配送、あるいは前記被測定者から前記対象物を集荷するように構成されていることを特徴とする。
この請求項１１記載の発明は、請求項２記載の認証装置を、配送・収集認証システムに適用したものである。配送・収集認証とは、被測定者Ｐに向けた物品の配送・集荷を認証付きで行うもので、具体的には、認証を必要とする鍵がついたタグ付きコンテナに重要書類や盗難があっては困る物を入れて配送あるいは集荷するシステム、送り先に認証を要求するタグ付きファックス配信システム、薬の容器にタグを付けて患者の認証を行う投薬システムなどが相当する。爪形状認識を用いているため、これらのような短期で認証を更新することが望ましい用途に適しており、また認証情報の盗難に対しても長期の安全性が確保されるシステムを構築できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１〜図５は本発明の第一の実施形態を示すもので、この第一の実施形態は本発明の請求項３に記載の３次元形状計測のために、請求項５に記載のパターン光照射法を用いた認証装置の例である。図１は本発明の第一の実施形態のブロック図である。認証装置は爪形状入力部１と爪形状データベース（ＤＢ）サーバ２、爪形状認証部３、制御部５、処理実行部６からなる。爪形状入力部１は、操作者の爪形状を測定するもので、撮像部７、照射部８、３次元形状処理部９からなる。図２のように、測定領域を一定にするための測定パッド１０に指１１を置き、指１１の爪１２を異なる位置から照射部８であるパターン光プロジェクタ１３で照射されたパターン光を、撮像部７であるＣＣＤカメラ１４で撮像する。撮像結果の爪２の２次元の画像を用い、通常の三角測量の原理に基づくパターン光照射法を適用することで、３次元形状処理部９で計算された３次元形状を得る。爪形状ＤＢサーバ２は爪形状の特徴量のパラメータを保存しておくためのもので、認証装置の中にあっても、ネットワークを介して外部にあっても構わない。爪形状認証部３は、爪形状入力部１で得られた爪形状の情報と、爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられたパラメータとを突き合わせて照合し、認証を行うものである。制御部５は認証装置全体を制御する。処理実行部６では、認証処理が成功した場合の処理を行う。全体は矢印で示されたバス１５で相互に結合される。
【００１２】
次に図３のフローチャートを用いて、認証装置の動作を説明する。まず、「爪形状読み込み」ステップＳ１で、爪形状入力部１で爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ２では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ３では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら処理実行部６で既定の処理を行い（Ｓ４）、登録されていなければ、「未登録信号を送出」ステップＳ５で、未登録である旨の信号をバス１５に送出して終了する。
「爪形状読み込み」ステップの詳細は図４である。まず、「爪画像読み込み」ステップＳ６では、照射部８からパターン光を照射した場合としない場合の爪を含む指の画像を撮像部７で撮影する。「指の方向同定」ステップＳ７では、パターン光を照射しない画像から指の形を抜き出し、指の先端や方向などの２次元的な概形の特徴量を求める。「３Ｄ形状計算」ステップＳ８では、パターン光を照射して撮影した画像から、通常の三角測量の原理に基づくパターン光照射法を適用することで、指の３次元形状を求める。「３Ｄ形状補正」ステップＳ９では、得られた指の３次元形状から、真の指の形状とサイズを得て指の傾きを補正する。「爪形状規格化」ステップＳ１０では、爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解する（Ｓ１１）。特徴量としては、例えば、爪の根元の爪半月に近い、爪甲と上爪皮の境界部の円弧形状や爪甲の幅、爪甲の立体形状を用いる。
【００１３】
「形状認識」ステップの詳細は図５である。まず「テンプレート呼び出し」ステップＳ２０で、爪形状ＤＢサーバ２から呼び出したパラメータを一つ呼び出す。「テンプレート照合」ステップＳ２１では、測定された爪形状のパラメータと、サーバから呼び出されたパラメータに対し、テンプレート照合を行う。「照合したか？」ステップＳ２２では、照合が成功なら「照合成功信号送出：をステップＳ２５で、照合が成功した旨の信号を送って終了する。照合が失敗の場合、「テンプレートは尽きたか？」ステップＳ２３でサーバから呼び出したテンプレートが尽きたかを確認する。もし尽きていれば「照合失敗信号送出：をステップＳ２４で、照合が失敗した旨の信号を送って終了する。尽きていなければ、「テンプレート呼び出し」ステップＳ２０に戻って、照合を繰り返す。
本認証装置は、爪形状を用いた、短期更新に向いた簡便な認証を行え、同時に３次元形状情報を用いることで、本物の指の代わりに指の写真を置くと、平面であることが判明するので、誤った認証を行うことがない利点がある。また、３次元形状を取り込む手法として、パターン光照射法を用いているため、パターン光を照射するだけの簡便な手法で、指と爪の２次元形状だけでなく３次元形状を測定できる。本形態例では撮像系としてＣＣＤカメラを用いたが、ＣＭＯＳカメラなども含め、近年ではカメラの容積が１ｃｃ以下まで小型化が進んでおり、照射部８であるパターン光プロジェクタも、ＬＥＤ光源などを用いることで省電力で小型な照明部を構成できる利点がある。もしプロジェクタの消費電力をさらにさげたい場合は、多少測定精度は落ちるが、プロジェクタの代わりにＣＣＤカメラを用いれば、２台のＣＣＤカメラを用いたステレオマッチング法を適用可能すればよい。
ここでは爪形状の登録は別途行うことにしており、フローチャート中には、登録処理は含めていない。
【００１４】
図６は本発明の第二の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項３に記載の認証装置を適用した、請求項８に記載のコピーガード付き複写装置に関するものである。認証装置部分は第一の実施形態と共通するので詳細の説明は省略する。
本実施形態は爪形状入力部１、爪形状ＤＢサーバ２、爪形状認証部３、操作部１６、表示部１７、画像入力部１８、制御部５、画像処理部１９、画像形成部２０からなる。爪形状入力部１、爪形状ＤＢサーバ２、爪形状認証部３からなる認証装置の機能は第一の実施形態と共通するので省略する。操作部１６は複写装置の操作を行うボタンなどである。表示部１７は複写装置の状態や複写条件、複写状況を表示する部分で、タッチパネルつきの液晶表示装置を用いることで、操作部１６と一部共通する場合がある。画像入力部１８は原稿画像を入力するための撮像光学系とズームカメラを含むスキャナである。制御部５は、複写装置全体を制御する。画像処理部１９は、入力した画像の濃度や色調整などを行う。画像形成部２０は、電子写真プロセスやインクジェット技術を用いた、画像データを紙に作像する部分である。
図７のフローチャートで、本形態例の複写装置の動作を説明する。まず「爪形状読み込み」ステップＳ３０では、第一の形態例と同様に、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ３１では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ３２では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「複写」ステップＳ３３で通常の複写を行う。もし登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ３５で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。「複写」ステップＳ３３の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ３４では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「複写」ステップＳ３３まで戻って、それ以上の認証なしで普通に複写を繰り返す。
本実施形態は、複写される文書に依存せず、操作者の認証だけに依存して文書の複写を許可したり禁止したりするため、１つの部屋やフロア内での複写制限を行う場合に適している。
【００１５】
図８が本発明の第三の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項９に記載の発明に基づく、コピーガード付き複写装置である。第二の実施形態と異なるのは、文書に埋め込まれた複写の認証要否の信号を読み取ることで、必要に応じて操作者に認証を要求する点である。認証装置は第一の実施形態と共通しており、複写装置の機能に関しては第二の実施形態と一部共通するするので、共通部の詳細説明は省略する。
即ち、この第三の実施形態では、第二の実施形態における図６に、認証要否判定部２１が追加されている。さらに画像入力部１８は、第二の実施形態と同じ文書の読み込みを行うと同時に、請求項１０に記載のスキャナＲｃを兼ねている。
図９のフローチャートを用いて、本実施形態の複写装置の動作を説明する。まず最初の「画像読み込み」ステップＳ４０で、画像入力部１８で文書を一旦読み込む。「認証条件検出」ステップＳ４１で、画像入力部１８で読んだ文書に埋め込まれた認証要否情報を検知する。認証要否情報は、文書の情報を壊さない特殊な画像パターンを埋め込むなど、既に一般に用いられている手法を適用できる。「認証が必要か？」ステップＳ４２では、検知した認証要否情報が認証不要なら、「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行い終了する。フローチャートにはないが、認証要否情報が読み取れない場合は、安全のため複写を禁止してもよい。認証要否情報が認証要なら、操作者から認証を得る作業に移る。
「爪形状読み込み」ステップＳ４３では、第一の形態例と同様に、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ４４では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ４５では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行う。もし登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ５１で、印刷ができないことを示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。
「複写」ステップＳ５２の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ５０では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「画像読み込み」ステップＳ４６と「認証条件検出」ステップＳ４７、「認証が必要か？」ステップＳ４８を経て、認証要否情報が認証不要なら、「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行い終了する。認証要否情報が認証要なら、既に認証を得ているので、操作者から認証を得ずに「複写」ステップＳ５２に入る。
本実施形態では、文書自体に認証要否の情報を含めることにより、文書ごとの認証を行いながら、一旦認証を得たら不要な認証を繰り返さないようにしており、ユーザに対する使い勝手の向上を考慮している。また、これは複写装置以外にもファックスなど、電子情報そのものに認証要否の情報を付加できる装置にも適用可能である。その場合、認証要否の情報を読み込むスキャナＲｃの役割を担うスキャナ部を搭載する必要がある。
【００１６】
図１０が本発明の第四の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項１０に記載の発明に基づく、コピーガード付き複写装置である。実施形態３と異なるのは、文書に埋め込まれた複写の配布先情報を読み取ることで、認証を受けた操作者が配布先である場合だけ文書を複写できる。認証装置は第一の実施形態と共通しており、複写装置の機能に関しては実施形態３と一部共通するするので、共通部の詳細説明は省略する。
即ち、この第四の実施形態では、第三の実施形態における図８の認証要否判定部２１の代わりに対応判定部２２が設けられている。画像入力部１８では、形態例３の文書に埋め込まれた認証要否情報でなく、文書の配布先情報を読み取る。対応判定部２２では、検知された配布先情報と操作者の認証結果をつき合わせる。
【００１７】
図１１が本形態例の複写装置のフローチャートである。「爪形状読み込み」ステップＳ６０では、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ６１では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ６２では、測定された爪形状のパラメータが登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ６９で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「画像読み込み」ステップＳ６３で、画像入力部１８で文書を一旦読み込む。「配布先抽出」ステップＳ６４で、画像入力部１８で読んだ文書に埋め込まれた配布先情報を検知する。配布先情報は、文書の情報を壊さない特殊な画像パターンを埋め込むなど、既に一般に用いられている手法を適用できる。「対応付け判断」ステップＳ６５では、対応判定部２２で、認証を受けた操作者が配布先に含まれているかどうかをつき合わせて判断する。「配布先か？」ステップＳ６６では、操作者が配布先なら「複写」ステップＳ６７で通常の複写を行い終了する。配布先でなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ６９で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。「複写」ステップＳ６７の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ６８では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「画像読み込み」ステップＳ６３まで戻り、文書の配布先チェックを繰り返す。
本実施形態は、操作者の認証だけでなく、文書に埋め込まれた配布先で複写を制限するので、より厳密な複写管理を行える。また本形態例では、複写装置をターゲットにし文書自身をタグにして配布先情報を埋め込んだが、複写装置以外にもファックスなどにも適用可能である。
尚、本発明の認証装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】
上記した本発明の認証装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、生体情報として指の爪形状を用いることで、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽な認証装置を構成できる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、指の立体形状を用いることで、爪形状を高精度に認識できるようになるため、正確に指の位置合わせをしなくてよくユーザに負担が少ない認証装置を構成できる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、指の立体形状も取得する手法としてステレオマッチング法を用いているので、非接触で簡便に指の立体形状が測定できて、ユーザへの負担が少なくできる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、指の立体形状も取得する手法としてパターン光照射法を用いているので、非接触で高精度で安定に指の立体形状が測定できて、ユーザへの負担が少なくできる。
本発明の請求項６に記載の発明によれば、指の立体形状も取得するパターン光照射法で不可視光を照射しているため、照射光によるまぶしさの軽減ができて、より使いやすい認証装置を構成できる。
本発明の請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の認証装置を用いた認証装置を用いて行動認証システムを構成しているので、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽で安価な行動認証システムを構築できる。
本発明の請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の行動認証システムを応用しているため、手軽な認証を行える複写装置を構成できる。
本発明の請求項９、１０に記載の発明によれば、請求項１１に記載の配送・収集認証システムを応用しているため、手軽な認証を行える複写装置を構成できる。
本発明の請求項１１に記載の発明によれば、請求項２に記載の認証装置を用いた認証装置を用いて配送・収集認証システムを構成しているので、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽で安価な配送・収集認証システムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の形態例を示すブロック図である。
【図２】実際の爪形状の測定状態を概略的に示した説明図である。
【図３】認証装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図３の「爪形状読み込み」ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図５】図３の「形状認識」ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第二の形態例の複写装置のブロック図である。
【図７】図６の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第三の形態例の複写装置のブロック図である。
【図９】図８の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第四の形態例の複写装置のブロック図である。
【図１１】図１０の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 爪形状入力部、２ 爪形状ＤＢサーバ、３ 爪形状認証部、５ 制御部、６ 処理実行部、７ 撮像部、８ 照射部、９ ３次元形状処理部、１０ 測定パッド、１１ 指、１２ 爪、１３ パターン光プロジェクタ、１４ ＣＣＤカメラ、１５ バス、１６ 操作部、１７ 表示部、１８ 画像入力部、１９ 画像処理部、２０ 画像形成部、２１ 認証要否判定部、２２ 対応判定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、爪形状を用いた認証装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生体情報を用いるバイオメトリクス個人認証を応用した各種のシステムが実用化されつつある。生体情報を用いることで、パスワードのように忘れたりせず、印鑑のように盗まれたりしない便利な認証システムを構築することができる。例えば、指紋や虹彩、顔形状を用いた入退室管理システム、指紋を用いたネットワークやＰＣへのアクセス管理や、指紋を用いた複写装置の複写制限（特開平７−２８３６５号公報， 特開平７−１２９０４９号公報）などが良い例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、指紋や虹彩を用いることで、高精度に個人認証を行えるようになってきている一方、指紋や虹彩は人の一生を通じて変わらないため、いったん情報が盗まれると、指紋や虹彩を跡から変更できないので、極めて問題になりやすい。
この点で、顔形状は成人でもゆっくり変化するため、１年程度の周期で更新する必要があるが、逆に情報盗難があっても致命的な問題は生じにくい。また指紋に比べて顔形状の方が、操作者の抵抗感が少ない。ただし、顔写真や顔形状を取ることは、最近米国を中心に、プライバシーの点で問題が生じるのではないかという懸念が生じてきている。
パスワード方式に対する生体情報を用いる利点は既に述べたとおりであるが、指紋や虹彩の利点でもあり問題点でもあるのは、これらが終生変わらないことである。
生体情報を用いる場合、顔形状のように時間と共にゆっくり変化する特徴を、定期的に更新しながら利用するのが望ましい状況もある。ただし、その場合は顔形状のようにプライバシーを考慮しなくてはならないようでは、採用しにくい場合もある。顔形状以外の、時間とともにゆっくり変化するバイオメトリック情報を用いた認証手法が、今後いっそう求められていく。また、いくつか候補を切り替えられることも望ましい特性である。状況に応じて別の認証キーを切り替えたり、もし情報が盗まれた場合に、臨時に利用する別の認証キー候補があれば操作者にとって便利である。例えば、顔は一つなので顔形状のデータを切り替えることができない。虹彩であれば通常は左右の眼の２種類、指紋であれば指の本数だけ代替候補をとり得る。
本発明は上述の実情に鑑み、バイオメトリクス認証でありながら、比較的短期に更新を行いながら利用でき、同時にプライバシーの問題を回避でき、代替候補を確保できる認証装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、該認証手段で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする。
即ち、爪（爪甲）の形は遺伝的要因が大きく影響するので個人により異なるが、爪は外傷や健康状態による変形や経時変化がおきやすいため、爪形状を用いた認証は一般的ではない。例えば、爪が完全に生え変わる期間は４から８ヶ月と言われている。また、角質化した爪の先端部（自由縁）は爪が伸びたり爪を切ることで形状が変化するのは明らかである。爪の色は、健康状態以外にも爪を染めることで変化してしまう。
一方、爪の根元の爪半月に近い、爪甲と上爪皮の境界部の円弧形状や爪甲の幅などは、短期間で大きな変化はみられない。そのため、爪形状としてこれらを特徴量として用いることで、数ヶ月から１年程度の周期で定期更新を行う認証向きの生体情報と言える。また、指は通常複数本あるため、爪形状を登録する指を変えることで、容易に認証を切り替えることができる特徴をもつ。例えば病気や怪我である指が使えない場合や、爪形状の情報が漏洩してしまった場合なども、代わりの指の爪形状で代用できる。
【０００５】
そこで、本発明の請求項１記載の認証装置では、まず被測定者Ｐの爪形状を、画像取得手段Ｇで取得する。取得方法としてもっとも簡便なのは、ＣＣＤカメラなどで電子的に撮影し、画像処理とパターン認識を用いて爪形状を得る。得られた爪形状は、保存手段Ｓに保存される。これはネットワークで接続されたサーバでも良いし、ローカルメモリでも、ハードディスクやＩＣカードのようなものでも良い。認証手段Ａは保存手段Ｓから既に登録された爪形状データを読み出し、爪形状同士を比較・照合し認証を行う。この認証結果に応じて、実行手段Ｅは何らかの手順を実行する。例えばこの認証装置を用いて入退出管理を行うならば、認証されればドアを開け、認証されなかったら再度認証を促したり警報を発するなどの動作を行う。
爪形状を用いた認証装置は、操作者（ここでは被測定者Ｐ）の知識の有無を用いたパスワードやＩＣカードに比べて忘れたり盗難にあう危険が少ないため、操作者に対する負担が少なく、また仮に爪形状情報の盗難にあっても、しばらくすると爪形状が変化し認証情報の意味を失うため、長期にわたって認証情報の盗難の影響をこうむることがない。また複数の認証システムで登録する爪形状を切り替えることも可能になり、複数の忘れないパスワードを持っているのと同等な効果をもたらす。用いる指の爪は手に限らず足でも良い。例えば、手術の際に医療ミスを防ぐため患者を同定する場合などは、手より足の方が測定しやすいことが多い。
【０００６】
本発明の請求項２記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段と、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物にあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする。
この請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に似ているが、被測定者Ｐ以外に、個体情報を含むタグを付加された対象物Ｏが関係する点が異なる。認証手段Ａが被測定者Ｐを認証するまでは同じなので説明は省略する。対象物とは、タグ情報が印刷された紙、タグが貼り付けられた荷物、タグ情報が書き込まれた電子ファイルなど、物理的な実体があってもなくても良く、被測定者Ｐに対して渡される情報、あるいは被測定者Ｐから与えられた情報を担う容器の役目をする物である。対象物Ｏのタグはタグ情報取得手段Ｒで読み込まれて、認証手段Ａでの認証結果とこのタグ情報を用いて、対応付け手段Ｃにより対応付けを行う。例えば、対象物Ｏが鍵つきのコンテナであり、タグにコンテナの集荷先情報が書かれていて、タグ情報取得手段Ｒが集荷先情報を読み取り、被測定者Ｐが集荷先であるかどうかを対応付け手段Ｃが判断する。その結果を実行手段Ｅが実行する。
又、例えば集荷用のコンテナである対象物の鍵を開けて、被測定者Ｐが送りたい品物を中に入れることができるなどである。タグ情報は書き換え不可能でも、必要に応じて書き換え可能であっても良い。対象物に物理的な実体がある場合は、ＩＣカードや無線タグ、印刷されたパターンなどがタグとして用いることができ、電子ファイルならタグはコード化されたデータ列になる。
また、請求項１記載の発明と同様に、爪形状で認証を行うことで、被測定者Ｐに向けた対象物Ｏの配送と集荷に対し、生体情報を用いた忘れない認証機能をつけたのと同等な効果がある。
【０００７】
本発明の請求項３記載の発明では、請求項１、２に記載の発明おいて、前記被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段が、爪を含む指の立体形状も取得し、得られた指の立体形状から爪形状を補正するように構成されていることを特徴とする。
即ち、爪形状を普通にカメラで撮影する場合、爪形状を正確に測定できるように、指の位置や向きに制限を加える必要がある。爪を含む指の立体形状を測定することで爪の傾きが分かるので、多少曲がった角度で爪形状を撮影しても立体形状から本来の正しい爪形状に補正することができる。また測定した爪甲の立体形状を使ってさらに認識精度を高めることもできるし、爪の写真を誤って本物の爪と判断することも避けられ、偽造防止の効果もある。
本発明の請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、ステレオマッチング法を用いていることを特徴とする。
即ち、立体形状の取得に視点の異なる複数画像を用いたステレオマッチング法を用いることで、特別な照明なしで爪の立体形状を取得できる。ステレオマッチングに必要な画像数は最低でも２枚なので、爪形状を撮影するカメラの位置をモーターなので変えるか、あらかじめカメラを複数用意して複数の爪の画像を取得するかすればよい。
本発明の請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、パターン光照射法を用いていることを特徴とする。
即ち、立体形状の取得に視点の異なる複数画像を用いたパターン光照射法を用いることで、パターン光を照射する照射系が必要になるが、ステレオマッチング法のように対応点探索を行わなくて良いため、爪形状の立体形状の取得の信頼性や精度の向上が期待できる。またカメラは１つでよい。
本発明の請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明において、前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法である前記パターン光照射法の照射パターンが、不可視光で照射されていることを特徴とする。
この請求項６記載の発明では、請求項５記載の発明のパターン光を照射する際に、不可視光、例えば近赤外線などを用いる。近赤外線は可視光に比べて人体に対する安全性が高いため、背景光の影響を相殺するため比較的強度の強いパターン光を照射しなくてはならないとしても、人体に対する安全性を確保することができる。
【０００８】
本発明の請求項７記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段とを備え、該認証手段で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた行動を実行するように構成されていることを特徴とする。
この請求項７記載の発明は、請求項１記載の認証装置を、行動認証システムに適用したものである。具体的に、行動認証とは入退出管理のドアの開閉システムや、ＰＣのアクセス管理システム、幼い子供や徘徊者を門の外に出さないようにする施設管理システム、貸し金庫の認証システムなどである。爪形状認識を用いているため、これらの短期で認証を更新することが望ましい用途に適しており、また認証情報の盗難に対しても長期の安全性が確保されるシステムを構築できる。
本発明の請求項８記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段とを備え、該認証手段で得られた認証の結果、前記操作者があらかじめ登録された操作者であれば、前記操作者が文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項８記載の発明は、請求項７記載の行動認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。複写装置の操作者Ｐの爪形状で認証を行い、もし操作者が登録された操作者なら文書の複写が許される。この形態の認証システムは、複写対象の文書によらずに、部屋ごとあるいはフロア毎のコピーガードをかけることでセキュリティを確保したい場合に適する。
【０００９】
本発明の請求項９記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの個体情報を取得するスキャナとを備え、該スキャナで得られた個体情報が複写を制限する情報を含む場合、前記操作者に前記認証手段を用いて認証させ、その認証の結果、前記操作者が登録された操作者であれば、前記操作者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項９記載の発明は、請求項１１記載の配送・収集認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。請求項８記載の発明と異なり、複写される文書そのものに、認証が必要か不要かのタグ情報が埋め込まれている。例えば、文書の背景の模様のパターンや空間周波数、不可視のインクで書かれたパターン、あるいはバーコードのような認識パターンなどにより、文書が印刷された時にタグ情報が書き込まれる。複写装置に設けられたスキャナＲｃが一旦文書を読み取り、もしタグ情報が認証不要ならそのまま複写を行い、もし認証が必要なら、画像取得手段Ｇと保存手段Ｓと認証手段Ａからなる認証装置で認証を行わせ、もし操作者が登録された操作者なら文書の複写が許される。もしタグ情報を読めなかったら、安全を期して複写を禁じても良い。この形態のコピーガードシステムは、複写対象の文書自身が認証の要・不要のタグ情報を持つため、必要ない場合は認証を行わずにすむので、複写装置の操作者に対する認証の負担が低減する。
本発明の請求項１０記載の発明では、操作者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、配布先情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの配布先情報を取得するスキャナと、前記認証手段で得られた認証結果と前記スキャナで得られた配布先情報から、前記操作者が前記文書の配布先になっているか判別する配布先対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた配布先対応付けの結果で前記操作者が配布先であれば、前記操作者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする。
この請求項１０記載の発明は、請求項１１記載の配送・収集認証システムを複写装置のコピーガードに応用したものである。請求項１０記載の発明と異なる点は、複写される文書のタグ情報に配布先情報が含まれることである。文書へのタグ情報の埋め込みは請求項９記載の発明と同様な手法が考えられる。画像取得手段Ｇと保存手段Ｓと認証手段Ａからなる認証装置で操作者Ｐの認証を行ない、操作者が誰であるか、認証付きで判断する。次に複写装置に設けられたスキャナＲｃが一旦文書を読み取る。得られたタグ情報にある配布先が、操作者を含んでいればそのまま複写を行い、もしそうでなければ複写を禁止する。この形態のコピーガードシステムは、複写対象の文書自身が配布先のタグ情報を持つため、文書ごとにコピーガードを行うことができる。
【００１０】
本発明の請求項１１記載の発明では、被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物を前記被測定者に配送、あるいは前記被測定者から前記対象物を集荷するように構成されていることを特徴とする。
この請求項１１記載の発明は、請求項２記載の認証装置を、配送・収集認証システムに適用したものである。配送・収集認証とは、被測定者Ｐに向けた物品の配送・集荷を認証付きで行うもので、具体的には、認証を必要とする鍵がついたタグ付きコンテナに重要書類や盗難があっては困る物を入れて配送あるいは集荷するシステム、送り先に認証を要求するタグ付きファックス配信システム、薬の容器にタグを付けて患者の認証を行う投薬システムなどが相当する。爪形状認識を用いているため、これらのような短期で認証を更新することが望ましい用途に適しており、また認証情報の盗難に対しても長期の安全性が確保されるシステムを構築できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１〜図５は本発明の第一の実施形態を示すもので、この第一の実施形態は本発明の請求項３に記載の３次元形状計測のために、請求項５に記載のパターン光照射法を用いた認証装置の例である。図１は本発明の第一の実施形態のブロック図である。認証装置は爪形状入力部１と爪形状データベース（ＤＢ）サーバ２、爪形状認証部３、制御部５、処理実行部６からなる。爪形状入力部１は、操作者の爪形状を測定するもので、撮像部７、照射部８、３次元形状処理部９からなる。図２のように、測定領域を一定にするための測定パッド１０に指１１を置き、指１１の爪１２を異なる位置から照射部８であるパターン光プロジェクタ１３で照射されたパターン光を、撮像部７であるＣＣＤカメラ１４で撮像する。撮像結果の爪２の２次元の画像を用い、通常の三角測量の原理に基づくパターン光照射法を適用することで、３次元形状処理部９で計算された３次元形状を得る。爪形状ＤＢサーバ２は爪形状の特徴量のパラメータを保存しておくためのもので、認証装置の中にあっても、ネットワークを介して外部にあっても構わない。爪形状認証部３は、爪形状入力部１で得られた爪形状の情報と、爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられたパラメータとを突き合わせて照合し、認証を行うものである。制御部５は認証装置全体を制御する。処理実行部６では、認証処理が成功した場合の処理を行う。全体は矢印で示されたバス１５で相互に結合される。
【００１２】
次に図３のフローチャートを用いて、認証装置の動作を説明する。まず、「爪形状読み込み」ステップＳ１で、爪形状入力部１で爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ２では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ３では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら処理実行部６で既定の処理を行い（Ｓ４）、登録されていなければ、「未登録信号を送出」ステップＳ５で、未登録である旨の信号をバス１５に送出して終了する。
「爪形状読み込み」ステップの詳細は図４である。まず、「爪画像読み込み」ステップＳ６では、照射部８からパターン光を照射した場合としない場合の爪を含む指の画像を撮像部７で撮影する。「指の方向同定」ステップＳ７では、パターン光を照射しない画像から指の形を抜き出し、指の先端や方向などの２次元的な概形の特徴量を求める。「３Ｄ形状計算」ステップＳ８では、パターン光を照射して撮影した画像から、通常の三角測量の原理に基づくパターン光照射法を適用することで、指の３次元形状を求める。「３Ｄ形状補正」ステップＳ９では、得られた指の３次元形状から、真の指の形状とサイズを得て指の傾きを補正する。「爪形状規格化」ステップＳ１０では、爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解する（Ｓ１１）。特徴量としては、例えば、爪の根元の爪半月に近い、爪甲と上爪皮の境界部の円弧形状や爪甲の幅、爪甲の立体形状を用いる。
【００１３】
「形状認識」ステップの詳細は図５である。まず「テンプレート呼び出し」ステップＳ２０で、爪形状ＤＢサーバ２から呼び出したパラメータを一つ呼び出す。「テンプレート照合」ステップＳ２１では、測定された爪形状のパラメータと、サーバから呼び出されたパラメータに対し、テンプレート照合を行う。「照合したか？」ステップＳ２２では、照合が成功なら「照合成功信号送出：をステップＳ２５で、照合が成功した旨の信号を送って終了する。照合が失敗の場合、「テンプレートは尽きたか？」ステップＳ２３でサーバから呼び出したテンプレートが尽きたかを確認する。もし尽きていれば「照合失敗信号送出：をステップＳ２４で、照合が失敗した旨の信号を送って終了する。尽きていなければ、「テンプレート呼び出し」ステップＳ２０に戻って、照合を繰り返す。
本認証装置は、爪形状を用いた、短期更新に向いた簡便な認証を行え、同時に３次元形状情報を用いることで、本物の指の代わりに指の写真を置くと、平面であることが判明するので、誤った認証を行うことがない利点がある。また、３次元形状を取り込む手法として、パターン光照射法を用いているため、パターン光を照射するだけの簡便な手法で、指と爪の２次元形状だけでなく３次元形状を測定できる。本形態例では撮像系としてＣＣＤカメラを用いたが、ＣＭＯＳカメラなども含め、近年ではカメラの容積が１ｃｃ以下まで小型化が進んでおり、照射部８であるパターン光プロジェクタも、ＬＥＤ光源などを用いることで省電力で小型な照明部を構成できる利点がある。もしプロジェクタの消費電力をさらにさげたい場合は、多少測定精度は落ちるが、プロジェクタの代わりにＣＣＤカメラを用いれば、２台のＣＣＤカメラを用いたステレオマッチング法を適用可能すればよい。
ここでは爪形状の登録は別途行うことにしており、フローチャート中には、登録処理は含めていない。
【００１４】
図６は本発明の第二の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項３に記載の認証装置を適用した、請求項８に記載のコピーガード付き複写装置に関するものである。認証装置部分は第一の実施形態と共通するので詳細の説明は省略する。
本実施形態は爪形状入力部１、爪形状ＤＢサーバ２、爪形状認証部３、操作部１６、表示部１７、画像入力部１８、制御部５、画像処理部１９、画像形成部２０からなる。爪形状入力部１、爪形状ＤＢサーバ２、爪形状認証部３からなる認証装置の機能は第一の実施形態と共通するので省略する。操作部１６は複写装置の操作を行うボタンなどである。表示部１７は複写装置の状態や複写条件、複写状況を表示する部分で、タッチパネルつきの液晶表示装置を用いることで、操作部１６と一部共通する場合がある。画像入力部１８は原稿画像を入力するための撮像光学系とズームカメラを含むスキャナである。制御部５は、複写装置全体を制御する。画像処理部１９は、入力した画像の濃度や色調整などを行う。画像形成部２０は、電子写真プロセスやインクジェット技術を用いた、画像データを紙に作像する部分である。
図７のフローチャートで、本形態例の複写装置の動作を説明する。まず「爪形状読み込み」ステップＳ３０では、第一の形態例と同様に、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ３１では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ３２では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「複写」ステップＳ３３で通常の複写を行う。もし登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ３５で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。「複写」ステップＳ３３の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ３４では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「複写」ステップＳ３３まで戻って、それ以上の認証なしで普通に複写を繰り返す。
本実施形態は、複写される文書に依存せず、操作者の認証だけに依存して文書の複写を許可したり禁止したりするため、１つの部屋やフロア内での複写制限を行う場合に適している。
【００１５】
図８が本発明の第三の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項９に記載の発明に基づく、コピーガード付き複写装置である。第二の実施形態と異なるのは、文書に埋め込まれた複写の認証要否の信号を読み取ることで、必要に応じて操作者に認証を要求する点である。認証装置は第一の実施形態と共通しており、複写装置の機能に関しては第二の実施形態と一部共通するするので、共通部の詳細説明は省略する。
即ち、この第三の実施形態では、第二の実施形態における図６に、認証要否判定部２１が追加されている。さらに画像入力部１８は、第二の実施形態と同じ文書の読み込みを行うと同時に、請求項１０に記載のスキャナＲｃを兼ねている。
図９のフローチャートを用いて、本実施形態の複写装置の動作を説明する。まず最初の「画像読み込み」ステップＳ４０で、画像入力部１８で文書を一旦読み込む。「認証条件検出」ステップＳ４１で、画像入力部１８で読んだ文書に埋め込まれた認証要否情報を検知する。認証要否情報は、文書の情報を壊さない特殊な画像パターンを埋め込むなど、既に一般に用いられている手法を適用できる。「認証が必要か？」ステップＳ４２では、検知した認証要否情報が認証不要なら、「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行い終了する。フローチャートにはないが、認証要否情報が読み取れない場合は、安全のため複写を禁止してもよい。認証要否情報が認証要なら、操作者から認証を得る作業に移る。
「爪形状読み込み」ステップＳ４３では、第一の形態例と同様に、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ４４では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ４５では、測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行う。もし登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ５１で、印刷ができないことを示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。
「複写」ステップＳ５２の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ５０では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「画像読み込み」ステップＳ４６と「認証条件検出」ステップＳ４７、「認証が必要か？」ステップＳ４８を経て、認証要否情報が認証不要なら、「複写」ステップＳ５２で通常の複写を行い終了する。認証要否情報が認証要なら、既に認証を得ているので、操作者から認証を得ずに「複写」ステップＳ５２に入る。
本実施形態では、文書自体に認証要否の情報を含めることにより、文書ごとの認証を行いながら、一旦認証を得たら不要な認証を繰り返さないようにしており、ユーザに対する使い勝手の向上を考慮している。また、これは複写装置以外にもファックスなど、電子情報そのものに認証要否の情報を付加できる装置にも適用可能である。その場合、認証要否の情報を読み込むスキャナＲｃの役割を担うスキャナ部を搭載する必要がある。
【００１６】
図１０が本発明の第四の実施形態の複写装置のブロック図であり、本実施形態は、請求項１０に記載の発明に基づく、コピーガード付き複写装置である。実施形態３と異なるのは、文書に埋め込まれた複写の配布先情報を読み取ることで、認証を受けた操作者が配布先である場合だけ文書を複写できる。認証装置は第一の実施形態と共通しており、複写装置の機能に関しては実施形態３と一部共通するするので、共通部の詳細説明は省略する。
即ち、この第四の実施形態では、第三の実施形態における図８の認証要否判定部２１の代わりに対応判定部２２が設けられている。画像入力部１８では、形態例３の文書に埋め込まれた認証要否情報でなく、文書の配布先情報を読み取る。対応判定部２２では、検知された配布先情報と操作者の認証結果をつき合わせる。
【００１７】
図１１が本形態例の複写装置のフローチャートである。「爪形状読み込み」ステップＳ６０では、爪形状入力部１から爪形状を読み込み、特徴量のパラメータを抽出し、パラメータを得る。「形状認識」ステップＳ６１では、測定されたパラメータと爪形状ＤＢサーバ２に蓄えられた爪形状テンプレートを照合する。「登録済みか？」ステップＳ６２では、測定された爪形状のパラメータが登録されていなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ６９で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。測定された爪形状のパラメータが登録済みなら「画像読み込み」ステップＳ６３で、画像入力部１８で文書を一旦読み込む。「配布先抽出」ステップＳ６４で、画像入力部１８で読んだ文書に埋め込まれた配布先情報を検知する。配布先情報は、文書の情報を壊さない特殊な画像パターンを埋め込むなど、既に一般に用いられている手法を適用できる。「対応付け判断」ステップＳ６５では、対応判定部２２で、認証を受けた操作者が配布先に含まれているかどうかをつき合わせて判断する。「配布先か？」ステップＳ６６では、操作者が配布先なら「複写」ステップＳ６７で通常の複写を行い終了する。配布先でなければ、「印刷不許可警告」ステップＳ６９で、印刷ができないこと示す警告を表示部１７に示す、あるいは警告音を発することで、操作者に複写ができないことを知らせて終了する。「複写」ステップＳ６７の次の「終了ボタンが押されたか又は一定時間が経過したか？」ステップＳ６８では、操作者により複写終了を複写装置に知らせる終了ボタンが押されたら正常終了、あるいは前回の複写終了後に既定の一定時間が経過したら、安全のために認証状態を解除するため終了する。それ以外では、「画像読み込み」ステップＳ６３まで戻り、文書の配布先チェックを繰り返す。
本実施形態は、操作者の認証だけでなく、文書に埋め込まれた配布先で複写を制限するので、より厳密な複写管理を行える。また本形態例では、複写装置をターゲットにし文書自身をタグにして配布先情報を埋め込んだが、複写装置以外にもファックスなどにも適用可能である。
尚、本発明の認証装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】
上記した本発明の認証装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、生体情報として指の爪形状を用いることで、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽な認証装置を構成できる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、指の立体形状を用いることで、爪形状を高精度に認識できるようになるため、正確に指の位置合わせをしなくてよくユーザに負担が少ない認証装置を構成できる。
本発明の請求項４に記載の発明によれば、指の立体形状も取得する手法としてステレオマッチング法を用いているので、非接触で簡便に指の立体形状が測定できて、ユーザへの負担が少なくできる。
本発明の請求項５に記載の発明によれば、指の立体形状も取得する手法としてパターン光照射法を用いているので、非接触で高精度で安定に指の立体形状が測定できて、ユーザへの負担が少なくできる。
本発明の請求項６に記載の発明によれば、指の立体形状も取得するパターン光照射法で不可視光を照射しているため、照射光によるまぶしさの軽減ができて、より使いやすい認証装置を構成できる。
本発明の請求項７に記載の発明によれば、請求項１に記載の認証装置を用いた認証装置を用いて行動認証システムを構成しているので、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽で安価な行動認証システムを構築できる。
本発明の請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の行動認証システムを応用しているため、手軽な認証を行える複写装置を構成できる。
本発明の請求項９、１０に記載の発明によれば、請求項１１に記載の配送・収集認証システムを応用しているため、手軽な認証を行える複写装置を構成できる。
本発明の請求項１１に記載の発明によれば、請求項２に記載の認証装置を用いた認証装置を用いて配送・収集認証システムを構成しているので、パスワードのように忘れることのない、代替候補のある、定期更新に向いた手軽で安価な配送・収集認証システムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の形態例を示すブロック図である。
【図２】実際の爪形状の測定状態を概略的に示した説明図である。
【図３】認証装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図３の「爪形状読み込み」ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図５】図３の「形状認識」ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第二の形態例の複写装置のブロック図である。
【図７】図６の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第三の形態例の複写装置のブロック図である。
【図９】図８の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第四の形態例の複写装置のブロック図である。
【図１１】図１０の複写装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 爪形状入力部、２ 爪形状ＤＢサーバ、３ 爪形状認証部、５ 制御部、６ 処理実行部、７ 撮像部、８ 照射部、９ ３次元形状処理部、１０ 測定パッド、１１ 指、１２ 爪、１３ パターン光プロジェクタ、１４ ＣＣＤカメラ、１５ バス、１６ 操作部、１７ 表示部、１８ 画像入力部、１９ 画像処理部、２０ 画像形成部、２１ 認証要否判定部、２２ 対応判定部
Claims (11)
- 被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、該認証手段で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、
前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする認証装置。 - 被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段と、該画像取得手段で得られた爪形状を保存する保存手段と、前記画像取得手段で得られた爪形状と前記保存手段に保存された爪形状を比較し認証する認証手段と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段と、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物にあらかじめ決められた手順を実行する実行手段からなり、
前記画像取得手段では、前記爪形状をスケール情報とスケールに依存しない特徴量パラメータに分解して取得することを特徴とする認証装置。 - 前記被測定者の指の爪形状を取得する画像取得手段が、爪を含む指の立体形状も取得し、得られた指の立体形状から爪形状を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の認証装置。
- 前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、ステレオマッチング法を用いていることを特徴とする請求項３に記載の認証装置。
- 前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法として、パターン光照射法を用いていることを特徴とする請求項３に記載の認証装置。
- 前記画像取得手段の爪を含む指の立体形状も取得する手法である前記パターン光照射法の照射パターンが、不可視光で照射されていることを特徴とする請求項５に記載の認証装置。
- 請求項１から６のいずれかに記載の認証装置と、該認証装置で得られた認証結果を用いてあらかじめ決められた行動を実行するように構成されていることを特徴とする行動認証システム。
- 請求項１から６のいずれかに記載の認証装置と、該認証手段で得られた認証の結果、前記被測定者があらかじめ登録された操作者であれば、前記被測定者が文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする複写装置。
- 請求項１から６のいずれかに記載の認証装置と、個体情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの個体情報を取得するスキャナとを備え、該スキャナで得られた個体情報が複写を制限する情報を含む場合、前記被測定者に前記認証手段を用いて認証させ、その認証の結果、前記被測定者が登録された操作者であれば、前記被測定者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする複写装置。
- 請求項１から６のいずれかに記載の認証装置と、配布先情報を含むタグを印字された文書と、該文書に印字されたタグの配布先情報を取得するスキャナと、
前記認証手段で得られた認証結果と前記スキャナで得られた配布先情報から、前記被測定者が前記文書の配布先になっているか判別する配布先対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた配布先対応付けの結果で前記被測定者が配布先であれば、前記被測定者が前記文書の複写を行えるように構成されていることを特徴とする複写装置。 - 請求項１から６のいずれかに記載の認証装置と、個体情報を含むタグを付加された対象物と、該対象物に付加されたタグの個体情報を取得するタグ情報取得手段と、前記認証手段で得られた認証結果と前記タグ情報取得手段で得られた個体情報から、前記被測定者と対象物の対応関係を判別し保存する対応付け手段とを備え、該対応付け手段で得られた対応付けの結果を用いて、前記対象物を前記被測定者に配送、あるいは前記被測定者から前記対象物を集荷するように構成されていることを特徴とする配送・収集認証システム。
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