JP5531963B2 - 認証システム、装置、認証方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、認証システム、装置、認証方法及びプログラムが格納された記憶媒体に関し、特に、入力された画像と、予め登録された認証用画像と比較することに認証の成否を判定する認証システム、装置、認証方法及びプログラムが格納された記憶媒体に関する。

顔画像を使った人物認証システムに関する技術の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１は、人間の顔画像を照合するものであり、画像全体をフーリエ解析したフーリエスペクトルパターンの固有ベクトルを用いて照合を行う。これによって、入力された画像が特定の人物であるかどうか判断できるので人物認証に利用できる。

特許文献１では、各人物の顔画像または顔画像から抽出された特徴量を事前に登録しておき、入力された顔画像と登録された顔画像または顔画像から抽出された特徴量と比較照合することで、入力された顔画像が登録された人物であるか否かを判断できるので、人物を認証することが可能である。

他の従来技術としては、特に入力画像に隠蔽などによる隠れがある場合にも正しく分類できる画像認識システムの一例が、特許文献２に記載されている。特許文献２は、入力された画像の部分画像毎に照合処理を行ったうえで、画像全体の照合結果を求めており、特に、照合対象物に隠蔽がある部分の影響を除去する傾向がある照合スコアを出力できるため、隠蔽部分以外の部分を用いた照合技術ともいえる。この技術は、もちろん、顔画像による人物認証用途に利用できる。

上記のような顔画像認証システムは、一般に、画像の入力装置としてビデオカメラのような非接触型のセンサーを利用することが可能なため、被認証者にとってセンサーに接触する必要がないというメリットがある。

一方、顔認証システムを含む生体認証システムは、一般に、どのような認証方式でも誤り率を完全にゼロにすることができない。そのため、認証システムの精度を高めるために、生体認証だけでなくパスワードやＩＣカードなどによる非生体認証を組み合わせて利用されることもある。例えば、特許文献３に、顔認証と、声紋認証やパスワードやＩＣカードを組み合わせるハイブリッド個人認証装置が開示されている。

また、特許文献４には、識別対象のパターンの漏洩を防ぐために、識別対象の全部又は一部を隠蔽する隠蔽処理部と、前記識別対象の全部又は一部が隠蔽された画像を表示する表示制御部と、を備え、撮影画像の全体を画面に表示しないようにした登録装置及び照合装置が開示されている。

特開平５−０２０４４２号公報 特開２００３−３２３６２２号公報 ＷＯ２００２／０２５４５７号公報 特開２００８−１２３２０６号公報

まず、本明細書における用語の定義をする。本明細書において「認証システム」と呼称するものは、人物の情報をあらかじめ登録しておき、認証を行う際には入力された人物の情報とあらかじめ登録されている人物の情報とを照合して認証結果を出力するシステムを指す。

さらに、本明細書では「登録パターン」という用語を、人物を認証システムに登録する際の登録データ（認証用画像または認証用画像から変換もしくは抽出された特徴量）という意味で用いる。また、「照合パターン」という用語を、認証対象として入力された登録パターンと照合するためのデータという意味で用いる。このため、パターンという単語は、単純に画像という意味として使われるだけでなく、画像を特定の方式で変換して生成された特徴量データとしても使われる。

上記特許文献１、２に記載した各認証システムの問題点は、システムに登録されたパターン（例えば、「顔」、「指紋」、「虹彩」等の持って生まれた生体パターン）を本質的に変更できないという点である。その理由は、顔は生体パターンの一種であって、経年による変化はあるが人物が生まれつき持っている固有のパターンであるため、人為的に変更することが非常に困難だからである。

このため、登録パターンに相当するデータを一度でも他人に偽造されてしまうと、偽造したデータによる誤認証の危険性が永久に維持されてしまう。これは、パスワードやＩＣカードに記録された個人情報と生体パターンとの大きな相違点である。

このような問題点は、特許文献３のようなハイブリッド認証方式では、全く解決できない。同様に、特許文献４は、他人に偽造されてしまう事態の発生を低減できるが、漏洩してしまった場合には、当該漏洩したデータによる不正使用の可能性を排除することはできない。

本発明は、上記した考察に基づいてなされたものであって、登録された生体パターンの不正行使を困難化することのできる認証システムを提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な変化に関する付加情報を保持しておき、前記付加情報を用いて再現した前記認証用生体パターンと、認証時に入力されたパターンとの一致性を判定要素として、認証の成否を判定する認証装置及び該認証装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明の第２の視点によれば、認証用生体パターンを入力する入力部と、ユーザから、該認証用生体パターンに対して該ユーザが再現可能な変化に関する情報を受け付ける受け付け部と、を備え、上記した認証装置に、登録時の認証用生体パターンと、隠蔽部分に関する情報を提供する登録装置及び該登録装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明の第３の視点によれば、上記した認証装置と、上記した登録装置と、を含む認証システムが提供される。

本発明の第４の視点によれば、予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な変化に関する付加情報を保持しておき、前記付加情報を用いて再現した前記認証用生体パターンと、認証時に入力されたパターンとの一致性を判定要素として、認証の成否を判定する認証方法が提供される。

本発明によれば、認証システムに登録された生体パターンの変更が可能になり、不正に認証が行われてしまう可能性を低減することが可能となる。その理由は、正当に登録された認証用生体パターンに加えられるべき変化と、認証時に入力されたパターンとの一致性を判定要素として、認証の成否を判定するよう構成したことにある。例えば、認証用生体パターンのうち隠蔽した部分を変更することにより、少なくとも漏洩したデータをそのまま用いただけでは認証を受けることができないようにすることができる。

本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の人物認証システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態のデータ処理装置による登録処理の流れを表したフローチャートである。 本発明の第１の実施形態のデータ処理装置による照合処理の流れを表したフローチャートである。 本発明の第２実施形態の人物認証システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態のデータ処理装置による登録処理の具体例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態のデータ処理装置による照合処理の具体例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態のデータ処理装置による照合処理の具体例を説明するための図である。

はじめに、本発明の概要を説明する。本発明に係る認証システムは、予め登録された認証用生体パターンに（図１の登録パターン（全体）参照）、ユーザから隠蔽部分（図１の登録パターン（隠蔽部分）参照）の設定を受け付けて、付加情報として記憶装置に保持する。認証時には、上記認証システムは、認証用生体パターン全体の比較のほか、認証用生体パターンの隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記隠蔽部分に対応する部分との一致性を判定要素として、認証の成否を判定する。

以上のような本発明に係る認証システムによれば、例えば、図１の上段に示すように、登録パターン全体との一致性において、一致性が高いと判断してしまった場合であっても、図１の下段に示すように、登録パターンの隠蔽部分と、照合パターンの前記隠蔽部分に対応する部分との一致性を判定要素としているため、より高確率で、偽造等された照合パターンである可能性を検出することができる。

更に、本発明に係る認証システムによれば、仮に、図１の右側に示した登録パターン自体が漏洩してしまった場合であっても、隠蔽部分（付加情報）を変えることで、偽造データの行使を極めて難しくすることが可能になる。

［第１の実施形態］
次に、本発明を顔画像による認証を行う人物認証システムに適用した第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

以下、本実施形態では、予め顔に任意の隠蔽を意図的に発生させたデータを登録パターンとして登録しておき、人物を認証する際には、登録パターンと同じ隠蔽状態の場合に限って認証成功とする。登録パターンとしては、顔に隠蔽があるパターンと隠蔽がないパターンの２種類を登録することになる。

図２は、本発明の第１の実施形態の人物認証システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の物体認識システムは、図２に示すように、プログラム制御により動作するデータ処理装置（中央処理装置；プロセッサ；コンピュータ）１０と記憶装置２０とから構成される。

データ処理装置１０は、入力された登録パターンにおいて顔が隠蔽された部分を抽出する隠蔽部分抽出部１１と、パターンを照合するために用いる特徴量を抽出する特徴抽出部１２と、登録パターンにおける隠蔽されていない部分の一致性を評価する非隠蔽部分照合部１３と、登録パターンにおける隠蔽された部分について非隠蔽パターンと照合パターンの不一致性を評価する隠蔽部分不一致性照合部１４と、登録パターンにおける隠蔽された部分の一致性を評価する隠蔽部分照合部１５と、認証判定部１６とを含み、認証装置として機能する。

記憶装置２０は、特徴抽出手段１２によって抽出された顔のパターンの特徴量を保持する顔特徴量記憶部２１と、隠蔽部分の特徴量を保持する隠蔽部分特徴量記憶部２２とを含む。

データ処理装置１０の上述した処理部はそれぞれ概略つぎ以下のように動作する。

隠蔽部分抽出部１１は、顔に隠蔽があるパターンと、顔に隠蔽がないパターンを比較して、顔が隠蔽された部分を抽出する（図５参照）。

特徴抽出部１２は、パターンを照合するために用いる特徴量を抽出する。人物を登録する際には、入力された登録パターンあるいは隠蔽部分のパターンからそれぞれ特徴量を抽出し、顔の特徴量については顔特徴量記憶部２１に記憶し、隠蔽部分の特徴量については隠蔽物特徴量記憶部２２に記憶する。

特徴抽出部１２は、人物を照合する際には、照合パターンが入力され、照合パターンの特徴量を抽出する。このような特徴抽出処理は、例えば、特許文献１の技術を用いるのであればフーリエスペクトルを抽出する処理に相当する。

非隠蔽部分照合部１３は、登録パターンにおける隠蔽されていない部分について、登録パターンと照合パターンとの一致性を評価する。

隠蔽部分不一致性照合部１４は、登録パターンにおける隠蔽された部分について、登録時の非隠蔽パターンと照合パターンの不一致性を評価する。

隠蔽部分照合部１５は、登録パターンにおける隠蔽された部分について、登録時の隠蔽パターンと、照合パターンの一致性を評価する。

尚、隠蔽部分不一致性照合部１４と隠蔽部分照合部１５は、どちらも登録時の隠蔽部分を検証するための処理部なので、片方の処理部を省略しても構わない。しかし、両方の処理部があることで、より正確な認証結果を得られる。

次に、本実施形態の全体の動作について図面を参照して詳細に説明する。始めに、登録処理について説明し、次に照合処理について説明する。

図３は、上記データ処理装置１０による登録処理の流れを表したフローチャートである。

図３を参照すると、まず、データ処理装置１０に、隠蔽が無い顔パターンが入力される（ステップＳ１０１）。

次に、データ処理装置１０は、特徴抽出部１２により、入力された顔パターンについて特徴量を抽出する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２で抽出された特徴量は、顔特徴量記憶部２１に記憶される。

次に、データ処理装置１０に、隠蔽がある顔パターンが入力される（ステップＳ１０３）。

次に、データ処理装置１０は、隠蔽部分抽出部１１により、上記入力された隠蔽がある顔パターンと、ステップＳ１０１で入力された顔パターンとを比較して隠蔽部分を抽出する（ステップＳ１０４）。

次に、データ処理装置１０は、特徴抽出部１２により、ステップＳ１０４で抽出された隠蔽部分について特徴量を抽出する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５で抽出された特徴量は、隠蔽物特徴量記憶部２２に記憶される。

図４は、上記データ処理装置１０による照合処理の流れを表したフローチャートである。

図４を参照すると、まず、照合パターンが入力されると（ステップＳ２０１）、データ処理装置１０は、特徴抽出部１２により、入力された照合パターンについて特徴量を抽出する（ステップＳ２０２）。

次に、データ処理装置１０は、抽出された照合パターン（特徴量）と、図３のステップＳ１０２で抽出しておいた登録パターン（特徴量）とを非隠蔽部分について照合する（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３では、図３のステップＳ１０４で抽出された隠蔽部分でない部分、つまり登録時に顔に隠蔽がなかった部分、に相当する登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）との一致性を評価する照合処理が行われる。

次に、データ処理装置１０は、ステップＳ２０２で抽出された照合パターン（特徴量）と図３のステップＳ１０５で抽出しておいた登録パターン（特徴量）とを照合する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４では、図３のステップＳ１０４で抽出された隠蔽部分、つまり登録時に顔に隠蔽があった部分のパターン（特徴量）と、前記隠蔽部分に対応する照合パターン（特徴量）との一致性を評価する照合処理が行われる。

次に、データ処理装置１０は、ステップＳ２０２で抽出された照合パターン（特徴量）と図３のステップＳ１０２で抽出された登録パターン（特徴量）とを隠蔽部分について不一致性を照合する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０５では、図３のステップＳ１０４で抽出された隠蔽部分、つまり登録時に顔に隠蔽があった部分、に相当する隠蔽がない登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）との不一致性を評価する照合処理が行われる。

最後に、データ処理装置１０は、上記ステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５の各照合結果に基づいて、照合パターンが登録人物のパターンであるか否かを判断して、人物認証の成否判定を行う（ステップＳ２０６）。この判断としては、個々の判定スコアを集計することとしてもよいし、より簡単には、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５それぞれの処理結果のＡＮＤ（論理積）をとればよい。

本実施形態の場合、認証を受けたいユーザが正確に隠蔽部分を再現できずに、隠蔽部分が登録時と照合時で多少ずれてしまうことが考えられる。より望ましくは、ステップＳ２０４の隠蔽部分照合ステップでは単純に照合するのではなく、隠蔽部分の登録パターンを使って、登録時に隠蔽があった付近をテンプレートマッチングなどによって探索すれば、認証精度を向上させることができる。

また、図３の例では、１つのフローチャートでわかりやすく説明するために、各ステップを順に処理するよう記載してあるが、隠蔽が無い顔全体の特徴量と隠蔽がある部分の特徴量が抽出されさえすれば構わないので、ステップの順番を変更しても良いし、並列に動作させても良いし、パターンの入力を複数回に分けても良い。さらに、登録データを新規に登録するのではなく変更するだけの場合には、隠蔽がない顔のパターンを変更する必要が必ずしもないので、隠蔽がない顔の入力と特徴抽出に相当するステップＳ１０１とＳ１０２を省略しても良い。

また、図４の例でも、１つのフローチャートでわかりやすく説明するために、各ステップを順に処理するよう記載してあるが、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５の３つのステップについては、処理の順番を入れ替えても同じ結果を得られるし、並列に実行しても良い。

一方、特徴抽出部１２が抽出する特徴量については、登録時の特徴抽出方式と照合時の特徴抽出方式が同じならば、どのような特徴量でも構わない。登録時の特徴抽出方式と照合時の特徴抽出方式が同じであれば、例えば、顔との特徴抽出の仕方と隠蔽部の特徴抽出の仕方が異なっていても良い。

尚、上述したように、ステップＳ２０４とＳ２０５の処理は、どちらも登録時の隠蔽部分を検証していることになるので、片方のステップを省略しても最終的に認証結果を出力することができる。本実施形態では、両方のステップを実行することで、より正確な認証結果を得られるようにしている。

本実施形態では、隠蔽位置のみならず、隠蔽部分そのものを特徴とみなして認証するが、この隠蔽については任意の物で作り出して構わない。人物本人の手や指でも構わないし、装飾具やカードなどの物体でもよい。特に、隠蔽物として特定の模様を表示できる装置や光源装置を利用すれば、簡単に異なる隠蔽状態を用意することが可能なので、登録パターンの変更が容易な認証システムが得られる。

また、顔画像の一部分について通常状態の顔から変化があればそれを「隠蔽」に代えて認証に用いることもできる。例えば、顔の一部分の変化を作るのに物理的な隠蔽ではなく、任意の波長の光や模様を顔面に照射することで、顔画像の顔面上の一部分に影を作り出しても良い。さらに、顔の一部分の変化を作ることは、顔面上の器官の状態を変化させることでも実現できるので、例えば、顔の両目を閉じた状態や口を大きく空けた状態との相違を付加情報として保持して、認証に用いる認証システムとすることもできる。

以上のように、本実施形態では、隠蔽がない顔全体の特徴量と隠蔽部分の特徴量を保持し、隠蔽が無い部分と隠蔽がある部分をそれぞれ照合するように構成されているため、登録時の隠蔽状態と照合時の隠蔽状態とを、任意の隠蔽について正しく比較することができる。このことから、登録時の隠蔽状態を変更することで、認証システムの登録パターンを容易に変更することが可能である。

特に、本実施形態では、登録時の隠蔽部分、に相当する隠蔽がない登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）との不一致性も評価するように構成されているため、隠蔽の位置が照合時にズレている場合でも、隠蔽部分の評価を正しく行うことが可能である（事例は図７中段、下段）。

また、本実施形態では、データ処理装置１０には登録パターン（画像）、照合パターン（画像）を入力するだけで動作するため、特許文献３のように複数の入力部を設ける必要が無く、カメラのような一般的な入力データ取得処理部から入力される画像を用いて精度の高い認証を行うことが可能である。このことから、入力データを取得する処理部の個数を増やさずに済み、しかも入力データ取得処理部がカメラといった非接触センサーの場合には、その非接触性という利点を損なわない。

さらに、本実施形態では、一人の人物が複数の異なるパターンを登録パターンとして利用できるため、次のような効果も得られる。

人物が複数の本発明に係る人物認証システムを利用する場合に、認証システム別に異なるパターンを登録しておけば、ある一つのシステムの登録パターンが偽造されても、他のシステムの認証に影響が及ばないというメリットが生じる。また、複数の登録パターンと人物認証を利用する複数のシステムとを１対１に対応づけておけば、認証に使われた登録パターンに応じて、複数のシステムから１つを自動的に選択できるというメリットが生じる。

［第２の実施形態］
次に、上記第１の実施形態の人物認証システムのデータ処理装置を、登録装置と照合装置に分離した第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図５は、本発明の第２実施形態の人物認証システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の人物認識システムは、登録時の処理を行う登録装置３００と、照合時の処理を行う照合装置４００とから構成される。

登録装置３００は、データ処理装置３１０と記憶装置３２０とで構成され、データ処理装置３１０は隠蔽部分抽出部３１１と特徴抽出部３１２を含み、記憶装置３２０は顔特徴量記憶部３２１と隠蔽部分特徴量記憶部３２２とを含む。

照合装置４００は、データ処理装置４１０と記憶装置４２０とで構成され、データ処理装置４１０は特徴抽出部４１２と非隠蔽部分照合部４１３と隠蔽部分不一致性照合部４１４と隠蔽部分照合部４１５と認証判定部４１６とを含み、記憶装置４２０は顔特徴量記憶部４２１と隠蔽部分特徴量記憶部４２２とを含む。

上記した各処理部は、第１の実施形態の同一名の処理部と同じ動作をし、各記憶部は、第１の実施形態の同一名の記憶部と、同じ種類のデータを保持する。

ただし、第１の実施形態の特徴抽出部１２が登録パターンと照合パターンの両方を処理するのに対して、第２の実施形態の特徴抽出部３１２は、登録パターンの特徴抽出処理を行い、第２の実施形態の特徴抽出部４１２は照合パターンの特徴抽出処理を行う。

また、登録装置３００の動作により得られる登録パターンは記憶装置３２０の顔特徴量記憶部３２１と隠蔽部分特徴量記憶部３２２に保持されるが、このデータは照合装置４００の記憶装置４２０に保持されるべきデータと同一である。

このため、図５の記憶装置３２０と記憶装置４２０については、実際にシステムを構成する際には、同一の装置であっても構わない。

次に、本実施形態の全体の動作について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態も第１実施形態と同様に、登録処理と照合処理の２種類の処理があり、それぞれが、登録装置と照合装置で実行される。

登録処理は、図３に示した第１の実施形態の登録処理と同一であり、照合処理は、図３に示した第１の実施形態の照合処理と同一である。

以上のように、本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の効果に加えて、登録装置と照合装置が別の装置として構成されているため、登録のみ行う場合には登録装置のみ、照合のみ行う場合には認証装置のみを使うという利用方法が可能である。

実際に人物認証システムを利用する場面においては、登録処理はパターンを登録又は変更する場合等のみ利用すれば良く、その一方で照合処理は認証が必要な場面すべてにおいて利用されるため、登録装置は照合装置より少ない個数でも良いことが多い。したがって、登録装置と照合装置を分離しておくと、登録装置の個数を削減でき、コスト削減効果を得られる。

［具体例］
次に、上記した各実施形態の人物認証システムの動作をより具体的に説明すべく、図６〜図８の模式図を用いて説明する。

なお、以下の説明では、第１の実施形態の構成の人物認証システムを用いるものとし、データ処理装置１０はパーソナルコンピュータであり、記憶装置２０は、半導体メモリ又はハードディスクドライブであるものとする。隠蔽部分抽出部１１、特徴抽出部１２、非隠蔽部分照合部１３、隠蔽部分不一致性照合部１４、隠蔽部分照合部１５及び認証判定部１６は、上記した各処理部としてパーソナルコンピュータを機能させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

はじめに、図６を参照して、図３に示した登録処理の具体的動作を説明する。図３で説明した顔パターン入力ステップＳ１０１では、登録パターンとして隠蔽がない顔の画像が入力される（図６左上に相当）。この際、顔の画像が両目の位置などに応じて位置合わせされていると、この後の処理の精度が高くなる。

図３で説明した顔特徴抽出ステップＳ１０２では、顔画像を照合するための特徴量を計算する。特徴量の種類については、画像のパターン認識の分野で一般的に使われている特徴量を利用すればよい。例えば、画像の輝度値を使っても良いし、画像からエッジを抽出したデータを特徴量としてもよい。

図３で説明した隠蔽ありパターン入力ステップＳ１０３では、登録パターンとして顔に隠蔽がある画像が入力される（図６左下に相当）。この際、先の隠蔽がない顔の画像と同様に、顔の画像の位置合わせがなされていると、この後の処理の精度が高くなる。

図３で説明した隠蔽部分抽出ステップＳ１０４では、顔に隠蔽がある画像と隠蔽がない画像について差分をとればよい（図６右に相当）。例えば、画素単位で輝度値の差分を計算し、差分値が一定値以上となる領域をラベリング処理する。ラベリング処理とは画像処理の一種で、画素まとまりに固有のラベルをつける処理である。ラベリング処理した結果として、一定以上の面積を持つ部分領域があれば、その部分領域を隠蔽部分として抽出する。尚、処理を簡略化するために、隠蔽部分の扱いについては、隠蔽形状の外接矩形として処理しても構わない。

図３で説明した隠蔽部分特徴抽出ステップＳ１０５では、隠蔽があると判断された部分領域について特徴抽出する。例えば、エッジを抽出したデータを特徴量とすることができる。

なお、特徴量の種類については、図４で説明した照合処理のステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５において、登録側と照合側で直接比較する特徴量の種類が同じであれば問題ないので、必ずしも上記隠蔽がない顔の画像の特徴量抽出方法（ステップＳ１０２）と上記隠蔽のある顔の画像の特徴量抽出方法（ステップＳ１０５）とが同一である必要はない。

次に、図７、図８を参照して、図４に示した照合処理の具体的動作を説明する。図４で説明した照合パターン入力ステップＳ２０１では、照合する対象のパターンとして画像が入力される。この際、顔の画像を両目の位置などに応じて位置合わせされていると、この後の処理の精度が高くなる。

図４で説明した特徴量抽出ステップＳ２０２では、顔画像を照合するための特徴量を計算する。ここで計算する特徴量は、先述の通り、照合処理のステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５において、登録側と照合側とで直接比較する特徴量の種類が同じになるように選択される。例えば、登録パターンの特徴量を、画像からエッジを抽出したデータで統一した場合は、照合側においても、そのデータを特徴量とすればよい。

図４で説明した非隠蔽部分照合ステップＳ２０３では、登録時に隠蔽部分と判断されなかった部分について、登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）とが一致しているかどうか照合する（図７の上段を参照）。つまり、抽出された特徴量の一部分のみを使って一致性を評価する。この照合処理としては、例えば、正規化相関を計算すれば類似度が求まり、この値を照合結果のスコア（一致性の評価値）とすればよい。

ここでは登録時に隠蔽されていなかった場所に相当する部分を除いたデータについて計算をしているが、特許文献２にあるように、任意の隠蔽がある場合にも画像照合ができる手法によって照合する場合には、登録時に隠蔽されていた部分も含んだ画像同士で一致性を計算することも可能である。

図４で説明した隠蔽部分照合ステップＳ２０４では、登録時に隠蔽部分と判断された部分について、隠蔽がある登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）とが一致しているかどうか照合する（図７の中段を参照）。つまり、抽出された特徴量の一部分のみを使って一致性を評価する。この照合処理としては、例えば、正規化相関を計算すれば類似度が求まるので、この値を照合結果のスコアとすればよい。

図４で説明した隠蔽部分不一致性照合ステップＳ２０５では、登録時に隠蔽部分と判断された部分について、隠蔽がない登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）とが不一致であるかどうか照合する（図７の下段を参照）。つまり、抽出された特徴量の一部分のみを使って不一致性を評価する。この不一致性照合処理としては、例えば、正規化相関を計算すれば類似度が求まるので、この類似度の大小を反転した値を不一致性照合結果のスコアとすればよい。

なお、第１の実施形態で説明したとおり、実際に本発明を人間が利用する際には、隠蔽部分が登録時と照合時でずれてしまうことが予想される（図８参照）。この場合、図８に示すように、隠蔽がある登録パターン（特徴量）と照合パターン（特徴量）との一致性が低いと判断されてしまうことが考えられる。このような現象を回避するためには、隠蔽がある登録パターンをテンプレートとして使って、登録時の隠蔽部分付近をテンプレートマッチング処理によって探索すれば、隠蔽部分照合ステップＳ２０４の照合精度を高めることができるので、実利用においては認証精度を向上できる（図８中段を参照）。

図４で説明した認証判定ステップＳ２０６では、上記したステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５の３つの照合結果を統合して、登録された人物と照合対象の人物が同一人物かつ、同一の隠蔽が生じているかを判定する。例えば、３つの照合ステップで得られたスコアをそれぞれ閾値判定し、各ステップの結果全てが照合成功（ステップＳ２０５については不一致性あり）と判定された場合に認証成功とし、そうではない場合に認証失敗とすればよい。

但し、図８に示したように、隠蔽部分が登録時度照合時でずれてしまうことが予想されるなら、隠蔽部分照合ステップＳ２０６による照合スコアの閾値を低くする、つまり一致性がある程度高くなくても、同一の隠蔽が生じていると判断するように設定すると良い。

以上、本発明の好適な実施形態及びその具体例を説明したが、本発明は、上記した実施形態やその具体例に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、顔認証を行うものとして説明したが、その他の生体パターン、例えば、指紋、虹彩、静脈パターン等により、個人認証を行うシステムにも同様に、付加情報の設定受け付け、保持することで実現することが可能である。

また例えば、上記した実施形態では、顔の隠蔽や表情の変化を、付加情報として保持するものとして説明したが、その他の生体パターン、例えば、指紋、静脈パターン等を用いる場合には、顔画像のように、手で覆ったり、表情を変化させることは困難になるが、パターンの一部を覆うことのできるシール等を指先や手の甲に貼り付けることにより、隠蔽や変化を設定することができる。

あるいは、登録装置側に、画像加工ソフトウェア等により実現される、ユーザから、隠蔽する箇所や隠蔽パターンの種類、変化を与える箇所や変化を与える画像エフェクト等を受け付ける付加情報入力処理部を設けてもよい。認証装置側にも同等の付加情報入力部を設けることで、上記した顔認証システムと同様の偽造データの行使が困難な認証システムを得ることができる。

上述の実施の形態および具体例では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理、たとえば図３および図４のフローチャートに記載の処理手順を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記憶媒体に記憶して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

この出願は、２００８年１１月１９日に出願された日本出願特願２００８−２９５９５７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、たとえば、銀行等のＡＴＭ（Automated Teller Machine）等の認証システムにおいて用いられる、バイオメトリクス認証分野に利用開能である。また、その他認証を要する様々なシステムで利用可能性を有するものである。

１０、３１０、４１０ データ処理装置
２０、３２０、４２０ 記憶装置
３００ 登録装置
４００ 照合装置
１１、３１１ 隠蔽部分抽出部
１２、３１２、４１２ 特徴抽出部
１３、４１３ 非隠蔽部分照合部
１４、４１４ 隠蔽部分不一致性照合部
１５、４１５ 隠蔽部分照合部
１６、４１６ 認証判定部
２１、３２１、４２１ 顔特徴量記憶部
２２、３２２、４２２ 隠蔽部分特徴量記憶部
Ｓ１０１ 顔パターン入力ステップ
Ｓ１０２ 顔特徴抽出ステップ
Ｓ１０３ 隠蔽ありパターン入力ステップ
Ｓ１０４ 隠蔽部分抽出ステップ
Ｓ１０５ 隠蔽部分特徴抽出ステップ
Ｓ２０１ 照合パターン入力ステップ
Ｓ２０２ 特徴量抽出ステップ
Ｓ２０３ 非隠蔽部分照合ステップ
Ｓ２０４ 隠蔽部分照合ステップ
Ｓ２０５ 隠蔽部分不一致性照合ステップ
Ｓ２０６ 認証判定ステップ

Claims (13)

1. 予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な隠蔽部分を付加情報として保持する記憶装置とアクセス可能に構成された認証装置であって、
   前記認証用生体パターンの非隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記非隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する非隠蔽部分照合手段と、
   前記認証用生体パターンの隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する隠蔽部分照合手段と、
   前記各手段の結果に基づいて認証の成否を判定する認証判定手段と、
   を備える、認証装置。
2. 予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な隠蔽部分を付加情報として保持する記憶装置とアクセス可能に構成された認証装置であって、
   前記認証用生体パターンの非隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記非隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する非隠蔽部分照合手段と、
   前記認証用生体パターンの隠蔽部分を非隠蔽にしたパターンと、認証時に入力されたパターンの前記隠蔽部分に対応する部分の不一致性を評価する隠蔽部分不一致性照合手段と、
   前記各手段の結果に基づいて認証の成否を判定する認証判定手段と、
   を備える、認証装置。
3. 更に、入力されたパターンの特徴量を抽出する特徴抽出手段を備え、
   前記特徴量に基づいて、前記一致性又は不一致性の評価を行う請求項１または請求項２に記載の認証装置。
4. 更に、入力された２以上の認証用生体パターンから、前記付加情報として保持すべき変化を抽出する差分抽出手段を備えた請求項１ないし３いずれか一に記載の認証装置。
5. 前記隠蔽部分照合手段は、前記認証時に入力されたパターンから、前記登録時の認証用生体パターンの隠蔽部分のパターンと類似する箇所を探索し、前記登録時の認証用生体パターンの隠蔽部分のパターンと前記探索した箇所との一致性を評価する請求項１に記載の認証装置。
6. 認証用生体パターンを入力する手段と、
   ユーザから、該認証用生体パターンに対して該ユーザが再現可能な変化に関する情報を受け付ける手段と、を備え、
   請求項１ないし５いずれか一に記載の認証装置に、登録時の認証用生体パターンと、前記ユーザが再現可能な変化に関する情報を提供する登録装置。
7. 更に、入力された２つの認証用生体パターンを比較して、前記付加情報として保持すべき変化を抽出する差分抽出手段を備える請求項６に記載の登録装置。
8. 更に、入力されたパターンの特徴量を抽出する特徴抽出手段を備え、
   前記認証装置に、前記登録時の認証用生体パターンと、隠蔽部分に関する情報を、特徴量に変換して提供する請求項６又は７に記載の登録装置。
9. 前記認証用生体パターンの変更条件に対し、前記付加情報の変更条件が緩和されている請求項６ないし８いずれか一に記載の登録装置。
10. 請求項１ないし５いずれか一に記載の認証装置と、
    請求項６ないし９いずれか一に記載の登録装置と、を含む認証システム。
11. 予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な隠蔽部分を付加情報として保持する記憶装置とアクセス可能に構成された認証装置の認証方法であって、
    前記登録時の認証用生体パターンの非隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記非隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する非隠蔽部分照合ステップと、
    前記登録時の認証用生体パターンの隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する隠蔽部分照合ステップと、を含み、
    前記各ステップの結果に基づいて認証の成否を判定する、認証方法。
12. 予め登録された認証用生体パターンに対して、該認証用生体パターンを有するユーザが再現可能な隠蔽部分を付加情報として保持する記憶装置とアクセス可能に構成された認証装置の認証方法であって、
    前記登録時の認証用生体パターンの非隠蔽部分と、認証時に入力されたパターンの前記非隠蔽部分に対応する部分の一致性を評価する非隠蔽部分照合ステップと、
    前記登録時の認証用生体パターンの隠蔽部分を非隠蔽にしたパターンと、認証時に入力されたパターンの前記隠蔽部分に対応する部分の不一致性を評価する隠蔽部分不一致性照合ステップと、を含み、
    前記各ステップの結果に基づいて認証の成否を判定する、認証方法。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の認証方法をコンピュータに実行させるプログラム。

Images