JP4131291B2 - 個人認証システムにおける不正登録防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、個人を撮像して得られる画像と予め登録された画像とを照合し、その照合結果に基づいて個人を認証する個人認証システムにおいて、初期登録する画像の中に本人以外の者の画像が不正に混入されるのを防止する不正登録防止装置に関するものである。

個人認証システムとしては、たとえば特許文献１に記載されているような顔照合による認証システムが一般によく知られている。このシステムでは、本人の顔の画像を撮像してその特徴量を予め登録しておき、特定場所への入室時などには、入口に設けられたカメラで本人の顔の画像を撮像して特徴量を抽出し、この撮像された画像と登録されている画像とのそれぞれの特徴量を比較して、特徴量の一致度により本人か他人かを識別するようにしている。また、認証をより正確に行うために、顔画像の初期登録時にＩＤ（識別番号）を一緒に登録しておき、認証時にＩＤの入力を要求して、顔画像とＩＤの双方の一致をチェックすることも行われている。
特開平１１−１６７６３２号公報

しかしながら従来の個人認証システムにおいては、顔画像の初期登録時に、同じＩＤに対して本人の顔画像データ以外に他人の顔画像データが含まれると、認証時にその他人に対して誤って本人であると判定してしまうことになる。このため、本人以外の他人の顔画像データが含まれていないかどうかを管理者が目視でチェックする必要があり、そのぶん人件費がかさんでいた。また、登録済みの顔画像データの類似度をチェックして、他人の顔画像データが含まれているか否かを判定する方法もあるが、これによると、類似度の高い他人の場合は、顔の向きや明るさの変化による顔画像データのばらつきとの区別が難しいために、他人を正確に識別できない場合がある。

さらに、近年のインターネットの普及に伴い、ネットワークを通じて提供される有料のコンテンツサービス等に顔照合による認証システムを導入することも可能であるが、この場合、契約者が知人などに利用させるために、顔画像の初期登録時に他人の顔画像も一緒に混入させ不正に登録を行うことが考えられる。そうすると、契約していない他人でも顔照合の結果は正常に認証されるので、その他人は無料でコンテンツサービス等を受けることができることになってしまい、サービス提供者に損失が生じる。このような他人の画像の混入登録を発見する方法として、登録データのそれぞれの類似度を調べて類似度のクラスタリングを行い、２つ以上のクラスタが存在するかどうかをチェックする方法もあるが、撮像時の顔の向きやカメラの自動露光の変化等により、本人であっても類似度が分散してクラスタが分かれてしまうことがあるため、登録されているデータだけから他人の画像の混入有無を判定するのは困難な場合がある。

本発明は、上記問題点を解決するものであって、その課題とするところは、人手によることなく他人の画像の混入を確実に自動判別して、すり替わりによる不正登録を未然に防止することができる不正登録防止装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、個人の所定部位（たとえば顔）を連続的に撮像して得られた複数の画像から所定部位の位置を検出し、検出された２番目以降の位置について、前回の位置が検出されてから今回の位置が検出されるまでの時間間隔を計測する。そして、計測された時間間隔を予め定められた閾値と比較して、時間間隔が閾値に満たないときは今回の画像を登録可能な画像と判定し、時間間隔が閾値以上のときは今回の画像を登録不可能な画像と判定し、登録可能と判定された画像を登録して記憶するようにしている。

このようにすれば、本人の画像が連続的に撮像されているときは、位置検出の時間間隔は短いため閾値未満となり、撮像した画像は登録可能な画像と判定されて登録される。一方、本人が他人と交代するためにカメラを手で塞ぎ、その間に本人と他人とが入れ替わる場合は、カメラが塞がれている間は顔等の位置が検出できないため、位置検出の時間間隔が長くなって閾値以上となり、撮像した画像は本人にすり替わった他人の画像で登録不可能な画像と判定される。こうして、初期登録時において特定部位の位置検出の時間間隔を監視することで、本人が他人にすり替わったかどうかを確実に自動判別することができる。

本発明の好ましい実施形態では、時間間隔が閾値以上のときに、今回の画像を登録不可能な画像と判定するとともに、連続撮像により取得した複数の画像のうち、登録不可能と判定された今回の画像以降に取得された画像をすべて登録不可能な画像と判定する。こうすることで、他人へのすり替わりがあった場合に、変化量が閾値以上となった最初の画像だけでなく、それ以降に取得された画像もすり替わりによる不正な画像として登録が禁止されるから、他人の画像の混入登録を確実に防止することができる。

本発明によれば、所定部位の位置検出の時間間隔を閾値と比較することで、人手によることなく他人の画像の混入を確実に自動判別して、すり替わりによる不正登録を未然に防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る個人認証システムのブロック図である。１は個人の顔を連続的に撮像する撮像手段としてのカメラ、２はカメラ１で撮像された顔の画像を取得する画像取得部、３は取得された画像に基づいて後述する演算や判定を行う制御部、４はＩＤなどのデータを入力する操作部、５はＲＯＭやＲＡＭなどのメモリから構成される記憶部、６はガイダンスや照合結果などを表示する表示部である。

制御部３において、７は画像取得部２で取得された画像から顔の位置を検出する顔位置検出部、１２は顔位置検出部７で前回の位置が検出されてから今回の位置が検出されるまで時間間隔を計測する時間間隔演算部、９は顔位置検出部７で得られた顔画像から顔の特徴量を抽出する顔特徴量抽出部、１０は顔特徴量抽出部９で抽出された顔の特徴量を比較して類似度およびその変化量を演算する類似度演算部、１１は時間間隔演算部１２および類似度演算部１０の演算結果に基づいて撮像画像の登録可否を判定する判定部である。

以上のような個人認証システムにおいて、顔位置検出部７は本発明における検出手段を構成し、時間間隔演算部１２は本発明における計測手段を構成し、判定部１１は本発明における判定手段を構成し、記憶部５は本発明における記憶手段を構成する。そして、これらの各手段によって本発明の不正登録防止装置が構成される。

次に、図１の個人認証システムにおいて顔データの初期登録を行う場合の手順につき説明する。図２は、この手順を表したフローチャートであって、制御部３により実行される手順を示している。登録にあたっては、まずＩＤ（識別番号）を入力する（ステップＳ２１）。このＩＤの入力は、操作部４のテンキーを用いて行われるが、これに代えて、あらかじめＩＤが記録されたカードをカードリーダ（図示省略）へ挿入することによって、ＩＤを入力するようにしてもよい。ＩＤが入力されると、カメラ１によって顔の撮像が開始され（ステップＳ２２）、画像取得部２において顔画像が取得される（ステップＳ２３）。次に、取得した顔画像から、顔位置検出部７において顔の位置が検出されるとともに（ステップＳ２４）、顔特徴量抽出部９において顔の特徴量が抽出される（ステップＳ２５）。そして、規定数（たとえば５枚）の画像を取得したかどうかを判定して（ステップＳ２６）、画像が規定数に達してなければ（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２３〜Ｓ２６を反覆する。

画像が規定数に達すると（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、次に、ステップＳ２４で顔位置を検出したときの時間間隔、すなわち検出された２番目以降の位置について、前回の位置が検出されてから今回の位置が検出されるまでの時間間隔を時間間隔演算部１２が順次算出し（ステップＳ２７）、その値が予め定められた閾値（たとえば３秒）以上であるか否かを判定部１１で判定する（ステップＳ２８）。時間間隔が閾値未満であれば（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、続いて、ステップＳ２５で抽出した顔の特徴量に基づいて、類似度演算部１０が類似度を算出するとともに、類似度の変化量を算出し（ステップＳ２９）、類似度の変化量が閾値以上であるか否かを判定部１１で判定する（ステップＳ３０）。類似度の変化量が閾値未満であれば（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、取得された顔画像はいずれも本人のものであり登録可能と判断して、ステップＳ２１で入力したＩＤとともに各顔画像を記憶部５へ記憶させて登録する（ステップＳ３１）。

一方、ステップＳ２８において位置検出の時間間隔が閾値以上であれば（ステップＳ２８：ＮＯ）、そのときの顔画像は本人のものではなくカメラ１を塞いでいる間にすり替った他人の顔画像であるから登録不可能と判断して、記憶部５への登録を禁止する。この場合、時間間隔が閾値以上となった今回の顔画像とともに、ステップＳ２３で取得した顔画像のうち今回の顔画像以降に取得された顔画像もすべて登録を禁止する（ステップＳ３３）。また、ステップＳ３０において類似度の変化量が閾値以上である場合も（ステップＳ３０：ＮＯ）、そのときの顔画像は本人のものではなく不正に混入した他人の顔画像であるから登録不可能と判断して、記憶部５への登録を禁止する。この場合も、類似度の変化量が閾値以上となった今回の顔画像とともに、ステップＳ２３で取得した顔画像のうち今回の顔画像以降に取得された顔画像もすべて登録を禁止する（ステップＳ３３）。

以上の手順を実行した後、規定数（たとえば５枚）の画像を登録したかどうかを判定部１１で判定する（ステップＳ３２）。すり替わりがなければ、通常はステップＳ２３〜Ｓ２６で取得した画像は正常に登録されるから、ステップＳ３２での判定はＹＥＳとなり、登録が終了する。一方、すり替わりがあった場合は、ステップＳ３３で登録不可となる画像があるため、ステップＳ３２での判定はＮＯとなり、ステップＳ２２へ戻って再度カメラ１による本人の撮像を行う。この場合、たとえば「撮像した画像には他人の画像が含まれているため登録できません。本人の顔を再度撮像して下さい」というメッセージを表示部６に表示するとよい。

このようにしてＩＤと顔画像の初期登録が終了すれば、次回からは操作部４でＩＤを入力するとともにカメラ１で顔を撮影することで、制御部３は入力されたＩＤと記憶部５に登録されているＩＤとの照合、および撮影された顔の画像と記憶部５に登録されている顔画像の照合を行い、照合結果を表示部６へ表示する。そして、照合結果が正常であれば本人であることが認証されて、たとえばドアのロック解除による入室の許可や、ネットワークを通じた有料コンテンツサービスの提供などが行われる。

以上述べた実施形態では、顔位置検出の時間間隔を閾値と比較して、時間間隔が閾値に満たないときの画像を登録可能な画像と判定し、時間間隔が閾値以上のときの画像を登録不可能な画像と判定している。このため、カメラを手で塞いでいる間に本人が他人にすり替わろうとしても、カメラが塞がれている間は顔位置の検出ができないから、顔位置の検出から検出までの時間間隔が長くなって閾値以上となり、これによってすり替わりを自動的にかつ確実に判別することができ、他人の顔画像の不正登録を未然に防止することが可能となる。また、時間間隔が閾値以上となったときに、それ以降の画像をすべて登録不可能な画像と判定するので、すり替わりがあった場合の最初の画像だけでなく、以降の画像もすり替わりによる不正な画像として登録が禁止されるから、他人の画像の混入登録を確実に防止することができる。さらに、上記に加えて類似度の変化量も判定要素としているため、判定精度を一層高めることができるが、類似度変化量の判定は本発明にとって必須ではなく省略してもよい。この場合は、図１の類似度演算部１０は不要であり、また図２におけるステップＳ２９、Ｓ３０も不要となる。

以上述べた実施形態では、個人認証システムにカメラ１が備わっている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、別の場所で別のカメラにより撮像した顔画像のデータを記録媒体に保存しておき、この記録媒体を個人認証システムに設けられた媒体読取装置（図示省略）に装着することにより顔画像を取り込むようにしてもよい。あるいは、個人認証システムに通信機能を持たせ、撮像した顔画像を通信回線を介して無線や有線で受信できるようにしてもよい。

また、以上述べた各実施形態では、顔の画像を撮像する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像する部位としては顔以外に、たとえば虹彩（アイリス）を利用することも可能である。

本発明の実施形態に係る個人認証システムのブロック図である。 個人認証システムにおける初期登録のフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ
２ 画像取得部
３ 制御部
４ 操作部
５ 記憶部
６ 表示部
７ 顔位置検出部
９ 顔特徴量抽出部
１０ 類似度演算部
１１ 判定部
１２ 時間間隔演算部

Claims (2)

1. 個人を撮像して得られる画像と予め登録された画像とを照合し、その照合結果に基づいて個人を認証する個人認証システムにおいて、
   個人の所定部位を連続的に撮像して取得された複数の画像から所定部位の位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された２番目以降の位置について、前回の位置が検出されてから今回の位置が検出されるまでの時間間隔を計測する計測手段と、
   前記計測手段で計測された時間間隔を予め定められた閾値と比較して、時間間隔が閾値に満たないときは今回の画像を登録可能な画像と判定し、時間間隔が閾値以上のときは今回の画像を登録不可能な画像と判定する判定手段と、
   前記判定手段により登録可能と判定された画像を登録して記憶する記憶手段と、
   を備えたことを特徴とする個人認証システムにおける不正登録防止装置。
2. 請求項１に記載の不正登録防止装置において、
   前記判定手段は、前記計測手段で計測された時間間隔が閾値以上のときに、今回の画像を登録不可能な画像と判定するとともに、前記複数の画像のうち、登録不可能と判定された今回の画像以降に取得された画像をすべて登録不可能な画像と判定することを特徴とする個人認証システムにおける不正登録防止装置。

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