JP5550516B2 - 改札システム、発行機、改札機、及び改札方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、改札システム、発行機、改札機、及び改札方法に関する。

鉄道等の交通機関における改札処理は、改札システムにより自動化されている。改札システムは、各駅に設置された自動改札機、及び通行券を発行する自動券売機などの各種駅務機器により構成される。また、各種駅務機器は、ネットワーク（駅内ネットワーク）を介して通信可能に接続されている。さらに、すべての駅を統制する中央管理装置が、このネットワーク（駅間ネットワーク）に接続されている。

また、大都市圏では、ＩＣ通行券に対応可能な改札システムが導入されている。例えば、ＩＣ通行券に対応可能な自動改札機に設けられたＩＣカードリーダが、ＩＣ通行券から通行券情報を読み取り、ＩＣ通行券に対応可能な自動改札機は、読み取られた通行券情報に基づき通行可否を判定する。

また、ＩＣ通行券に対応可能な自動改札機は、ＩＣ通行券以外に、磁気通行券にも対応可能に構成されている。そのため、ＩＣ通行券に対応可能な自動改札機は、磁気通行券を受け取り、搬送し、返却するための磁気券搬送機構を備える。上記したようなＩＣ通行券及び磁気通行券の両方に対応可能な改札システムを構築し、また維持するための鉄道事業者の費用負担は重い。

そこで、磁気通行券に替わる二次元コード通行券の導入が提案されている。二次元コード通行券には、光学的に読み取り可能な二次元コード（例えば、ＱＲコード（登録商標））による通行券情報が記録される。二次元コード通行券に対応可能な自動改札機は、二次元コードを光学的に読み取るためのコードリーダを備えればよい。コードリーダは、二次元コード通行券に印刷された二次元コードを光学的に読み取り、二次元コード通行券に対応可能な自動改札機は、読み取った二次元コードが示す通行券情報に基づき通行可否を判定する。

二次元コード通行券に対応可能な自動改札機は、上記した磁気券搬送機構等が不要であるため、磁気通行券に対応可能な自動改札機に比べて、安価に構成することができ、また維持費用も安い。反面、二次元コードは、比較的簡単にコピーされてしまうため、不正コピーにより作成された不正な二次元コード通行券による不正通行を防止する仕組みが必要であり、様々な不正通行防止の仕組みが提案されている。

例えば、正規に発行された二次元コード通行券に記録された券識別情報は、ユニークな情報である。ところが、不正コピーにより作成された不正な二次元コード通行券に記録されている券識別情報は、ユニークな情報ではなく、コピー元の二次元コード通行券に記録されている券識別情報と同一の識別情報である。

そこで、各駅の各自動改札機へ正規に発行された二次元コード通行券に記録されている券識別情報を送信し、各二次元コード通行券から読み取られる識別情報をチェックし、不正な二次元コード通行券による不正乗車を防止する仕組みが考えられる。

特開２００６−５９２４９号公報

しかしながら、上記した改札システムでは、駅内ネットワーク或いは駅間ネットワークが回線障害などによって通信不能になった場合に券識別情報を自動改札機に配信することができず、利用者に迷惑をかけるおそれがある。

また、各駅の自動改札機に対して、膨大な発行数の二次元コード通行券に記録した通行券情報を配信する必要があるため、上位サーバを含めネットワークに対する負荷が非常に大きくなってしまう。このような事情から、不正な二次元コード通行券による不正乗車を効率良く防止するための仕組みが望まれている。

本発明の目的は、不正防止に優れた改札システム、発行機、改札機、及び改札方法を提供することにある。

実施形態の改札システムは、発行機と、改札機とを備える。前記発行機は、第１の顔画像データを取得し、前記第１の顔画像データに基づき通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報を発行する。前記改札機は、第２の顔画像データを取得し、前記暗号化通行券情報を光学的に読み取り、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する。

実施形態に係る改札システムによる改札処理の一例を示す図である。 実施形態に係る改札システムの構成の一例を示す図である。 実施形態に係る自動改札機の一例を示す斜視図である。 実施形態に係る自動改札機の制御器の電気的構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る改札システムの通行券情報（通行券情報が光学読取可能に記録された通行券）を発行するためのフローチャートである。 実施形態に係る改札システムの入場時の改札処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る改札システムの出場時の改札処理を示すフローチャートである。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る改札システムによる改札処理の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る改札システムの構成の一例を示す図である。図３は、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、実施形態に係る自動改札機の制御器の電気的構成の一例を示すブロック図である。以下、図２、図３、及び図４を用いて実施形態に係る改札システムの構成を説明する。なお、以下の通行券なる記載を乗車券と読み替えてもよいし、通行券情報なる記載を乗車券情報と読み替えてもよい。

図２に示すように、改札システムは、鉄道会社の本社などの所定の中央に設けられた中央管理装置１を備える。中央管理装置１は、制御部１０１、記憶部１０２、通信部１０３、精算処理部１０５、発行部１０６を備える。中央管理装置１による通行券情報の発行処理は後述する。

中央管理装置１は、図示しない列車運行管理装置とも接続されていて、２次元コードの通行券情報（通行券情報が光学読取可能に記録された通行券）の発行、及び通行券情報（通行券）の使用状態などを一元的に管理できるように構成されている。

また、中央管理装置１は、旅客である利用者の開設している口座の金融機関のホストコンピュータ２とも通信回線網（公衆回線網及びインターネットを含む。）Ｌ１を介して接続されていて、中央管理装置１の精算処理部１０５は、利用者が２次元コードの通行券情報（通行券情報が光学読取可能に記録された通行券）を購入したときの購入代金の引き落とし処理を行なう。

利用者の所持する通信端末の一種の携帯電話機（ＰＨＳを含む。）３は、基地局４及び通信回線網Ｌ１を介して中央管理装置１と接続可能に構成されている。なお、携帯端末機３は、表示画面３ａ及びカメラＣａ１を有し、上述の携帯電話機３以外にＰＤＡなどを使用することも可能である。

通信回線網Ｌ１に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）５ａは、利用者の自宅または職場などに設けられ、このＰＣ５には、カメラＣａ２及びプリンタ６が接続されている。

鉄道会社の各駅に設けられている駅務機器と中央管理装置１との間で通信を行う為の通信回線網（駅間ネットワーク）Ｌ２は、多くの駅務機器が接続されているが、図面を簡略化するために、ある一つの駅に設置されている自動改札機Ｇ及び自動券売機８が駅務機器制御装置７を介して駅間ネットークＬ２に接続されている。

なお、自動改札機Ｇは、監視盤を介して駅務機器制御装置７に接続されるが、ここではその監視盤は省略されている。

自動券売機８は、制御部８１、記憶部８２、通信部８３、操作入力部８４、精算処理部８５、発行部８６、カメラＣａ３を備える。自動券売機８による通行券情報（通行券）の発行処理は後述する。

２次元コードからなる通行券情報Ｃ１〜Ｃ３は、例えば、ＱＲコード（登録商標）である。２次元コードＣ１は、利用者の所持する携帯電話機３の表示画面３ａに表示されたものであり、２次元コードＣ２は、プリンタ６から打ち出された用紙６ａに印字されたものであり、２次元コードＣ３は、自動券売機８の発券口８７から発行された用紙８ａに記録（印字）されたものである。

図３に示すように自動改札機Ｇは、自動改札機Ｇを構成する一対の筐体のうちの一方の筐体Ｈを改札通路Ｐ側からみたものである。投入口１０は、筐体Ｈの改札通路Ｐの通過方向の進入側に設けられた磁気券からなる通行券の投入口である。取出口１１は、筐体Ｈの上面で改札通路Ｐの進出側に設けられた投入口１０から投入された通行券の取出口である。表示画面１２は、取出口１１の近傍に設けられた利用者に対して文字、画像により所定の内容を案内するための表示画面である。

また、スピーカ１３は、筐体Ｈの側面に設けられた利用者に対して音声により案内するためのスピーカである。

投入口１０、及び取出口１１間の筐体Ｈの内部には、図４に示すカードハンドラ２４が設けられている。カードハンドラ２４は、投入口１０から投入された通行券を取出口１１または、筐体Ｈの内部に設けられた図示しない集札箱まで搬送させることができるように構成されている。また、通行券の搬送の途中において、投入口１０に投入された磁気券からなる通行券に記録されているデータを読み取り、新たなデータを書き込み、必要に応じてパンチ、印字を行う。

この通行券のうち、利用者へ返却する必要のある通行券は取出口１１から排出され、筐体Ｈの内部に回収する必要のある通行券は集札箱へ集札されるように構成されている。

筐体Ｈの上面の投入口１０の近傍に設けられた光学読取部１４は、翳された２次元コードＣ１〜Ｃ３に光線を照射し、その反射光から２次元コードＣ１〜Ｃ３の内容を読み取ることができるように構成されている。また、カメラＣａ４は、二次元コードＣ１〜Ｃ３を翳そうとする通行者（通行者の顔）を撮影する。なお、２次元コードＣ１〜Ｃ３の内容を読み取るための光学読取部１４と、通行者の顔を撮影するためのカメラＣａ４とを区別せずに、１つのカメラで実現することもできる。

アンテナ１５は、筐体Ｈの上面で、光学読取部１４よりも出口側に設けられている。アンテナ１５は、無線通信機能を備えた非接触型１Ｃカードからなる非接触券と交信できるように構成されている。また、センサ取付ボックスＢは、筐体Ｈの上面で、かつ、改札通路Ｐの反対側に改札通路Ｐに沿って設けられている。

センサ取付ボックスＢの内部には、反射型センサからなる人間検知器Ｓが改札通路Ｐの入口側、中央部及び進出側にそれぞれ内蔵されている。センサ取付ボックスＢは、改札通路Ｐ内に存する所定の高さ以上の利用者を検知することができる。

光電素子からなる透過型センサからなる人間検知器Ｓ’は、一対の筐体間の改札通路Ｐ側に所定の間隔を存して設けられていて、改札通路Ｐ内の利用者の位置を検知することができる。

人間検知器Ｓ’で検知され、かつ、人間検知器Ｓで検知されないとき、検知された利用者は「子供（小児）」であると判定される。一方人間検知器Ｓ’で検知され、かつ、人間検知器Ｓで検知された利用者は「大人」であると判定される。

開閉ドアＤ１、Ｄ２（以下、ドアＤ１、Ｄ２とする）は、改札通路Ｐへの入場、或いは出場（以下、入場、出揚を含めて通行とも言う）を許可或いは禁止する。ドアＤ１は、改札通路Ｐの進出側に設けられ、ドアＤ２は、改札通路Ｐの進入側に設けられている。これらドアＤ１、Ｄ２は、自動改札機Ｇを統括的に制御する後述する制御器１６により駆動されるように構成されている。

図４に示すように制御器１６は、中央処理部２２（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えている。中央処理部２２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０に格納されているシステムプログラム、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２１に格納されているワーキングデータ、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２９に格納されたデータ（後述する通行済み通行券ＩＤ）を用いて所定の演算処理を行う。

ＣＰＵ２２は、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ユニット２３を介して投入口１０から取り込んだ磁気券からなる通行券を処理するカードハンドラ２４と、ドアＤ１、Ｄ２を駆動制御するドアドライバ２５と、光学読取部１４を含んで構成される光学読取ユニット２６と、アンテナ１５を介して非接触券に記録されているデータを読み取るとともに、新たなデータを非接触券に書き込むためのリーダライタ２７と、駅務機器制御装置７側と通信を行うための通信制御部２８、カメラＣａ４とが接続されている。なお、Ｉ／Ｏユニット２３には、人間検知器Ｓのセンサアンプなども接続されているが、ここでは省略されている。

図５は、実施形態に係る改札システムの通行券情報（通行券情報が光学読取可能に記録された通行券）を発行するためのフローチャートである。以下、図１及び図５を参照して実施形態に係る改札システムの通行券情報（通行券情報が光学読取可能に記録された通行券）の発行処理について説明する。

本実施形態では、改札システムの利用者が携帯電話機３を用いて通行券情報を入手する例、また、改札システムの利用者が自動券売機８を用いて通行券情報が光学読取可能に記録された通行券（用紙８ａ）を入手する例、また、改札システムの利用者がプリンタ６を用いて通行券情報が光学読取可能に記録された通行券（用紙６ａ）を入手する例を説明する。

利用者が自己の所有する携帯電話機３を操作して通信回線網Ｌ１を介し中央管理装置１を発呼し、携帯電話機３と中央管理装置１とが接続されると（Ｓ１００、ＹＥＳ)、携帯電話機３の表示画面３ａには、通行券を購入するための案内画面が表示され、その案内に従って利用者は購入操作を行なう。これにより、携帯電話機３は、中央管理装置１に対して、通行券購入情報を送信する（Ｓ１０１、ＹＥＳ)。

通行券購入情報は、通行条件情報及び第１の顔画像データを含む。通行条件情報は、通行区間等の情報を含む。第１の顔画像データは、記憶部８２に記憶された通行券使用者（通行券購入者）の顔画像データである。なお、記憶部８２に記憶された顔画像データは、例えば、携帯電話機３のカメラＣａ１で撮影された顔画像データである。

中央管理装置１の通信部１０３は、通行券購入情報を受信し、中央管理装置１の精算処理部１０５は、利用者の金融機関の口座の残額が通行券を購入できる残額以上であることを確認する（Ｓ１０２、ＹＥＳ)。

さらに、中央管理装置１の発行部１０６は、通行券購入情報に含まれた通行条件情報に基づき通行券情報を生成し、通行券購入情報に含まれた第１の顔画像データに基づき通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを発行する。より詳しく説明すると、発行部１０６は、第１の顔画像データから第１の顔特徴量（第１の特徴データ）を抽出し、第１の顔特徴量を暗号鍵として通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報を生成し、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを発行する。つまり、中央管理装置１の通信部１０３は、携帯電話機３に対して、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを送信する（Ｓ１０３）。なお、通行券情報は、通行券の有効区間、及び有効期間を含む。また、通行券ＩＤは、通行券情報を一意に特定するための識別情報である。

携帯電話機３は、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを受信し、受信した二次元コードを記憶する。また、携帯電話機３の表示画面３ａは、記憶した二次元コードを表示することができる。つまり、表示画面３ａは、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードＣ１を表示する。

一方、中央管理装置１の精算処理部１０５が、利用者の金融機関の口座の残額が通行券情報を購入できる額に満たないと判断した揚合（Ｓ１０２、ＮＯ)、中央管理装置１の通信部１０３は、携帯電話機３に対して通行券情報の購入不可を通知する。これに対応して、携帯電話機３の表示画面３ａは、「通行券情報の購入が出来ない」旨の案内を表示する（Ｓ１０４）。

すなわち、利用者は、予め鉄道会社と口座引き落としの契約を結んでいる場合には、携帯電話機３を用いて通行券を購入できるように運用されている。なお、ここでは通行券の購入代金の支払いは口座引き落としとしたが、当然、口座引き落としに限定されず、後払いなど、クレジットカードでの支払いなど、他の支払い方法を採用しても良いことは言うまでもない。

また、ＰＣ５及びプリンタ６を用いて、上記と同様に通行券情報を取得することができる。つまり、ＰＣ５が、中央管理装置１に対して、通行券購入情報を送信する。通行券購入情報は、通行条件情報及び第１の顔画像データを含む。通行条件情報は、通行区間等の情報を含む。第１の顔画像データは、例えば、ＰＣ５に接続されたカメラＣａ２で撮影された顔画像データである。中央管理装置１の通信部１０３は、通行券購入情報を受信し、上記したように、中央管理装置１の通信部１０３は、ＰＣ５に対して、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを送信する。

ＰＣ５は、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを受信し、受信した二次元コードを記憶する。また、プリンタ６は、ＰＣ５に記憶された二次元コードを用紙６ａに印字（記録）することができる。つまり、プリンタ６は、二次元コードが記録された通行券（２次元コードＣ２が記録された用紙６ａ）を発行することができる。

また、自動券売機８を用いて上記と同様に通行券情報を取得することができる。自動券売機８の操作入力部８４の表示画面には、通行券を購入するための案内画面が表示され、その案内に従って利用者は操作入力部８４を介して購入操作を行なう。このとき、カメラＣａ３は、通行券購入者を撮影し第１の顔画像データを取得する。これにより、自動券売機８の操作入力部８４は、発行部８６に対して通行券購入情報を送信する。通行券購入情報は、通行条件情報及び第１の顔画像データを含む。通行条件情報は、通行区間等の情報を含む。

発行部８６は、通行券購入情報を受信し、精算処理部８５は、投入金額が通行券を購入できる金額以上であることを確認し、発行部８６は、通行券購入情報に含まれた通行条件情報に基づき通行券情報を生成し、通行券購入情報に含まれた第１の顔画像データに基づき通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードを記録した通行券を発行する。より詳しく説明すると、発行部８６は、第１の顔画像データから第１の顔特徴量（第１の特徴データ）を抽出し、第１の顔特徴量を暗号鍵として通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報を生成し、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードが記録された通行券を発行する。つまり、発行口８７は、暗号化通行券情報及び非暗号化通行券ＩＤを含む２次元コードが記録された通行券（２次元コードＣ３が記録された用紙８ａ）を発行することができる。

図６は、実施形態に係る改札システムの入場時の改札処理を示すフローチャートである。以下、図１及び図６を参照して実施形態に係る改札システムの自動改札機Ｇによる入場時の改札処理を説明する。

改札システムの利用者は、携帯電話機３を操作して携帯電話機３の表示画面３ａに二次元コードＣ１を表示させる。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、表示画面３ａが自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ２００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、表示画面３ａに表示された二次元コードＣ１を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ１に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ１に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ１に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の入場を不可と判定するようにしてもよい。

或いは、改札システムの利用者は、２次元コードＣ２が記録された用紙６ａを通行券として利用することもできる。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、２次元コードＣ２が記録された用紙６ａ（通行券）が自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ２００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、用紙６ａ（通行券）に記録された二次元コードＣ２を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ２に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ２に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ２に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の入場を不可と判定するようにしてもよい。

或いは、改札システムの利用者は、２次元コードＣ２が記録された用紙８ａを通行券として利用することもできる。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、２次元コードＣ２が記録された用紙８ａ（通行券）が自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ２００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、用紙８ａ（通行券）に記録された二次元コードＣ３を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ３に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ３に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ３に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の入場を不可と判定するようにしてもよい。

通行券情報の暗号化に使用された第１顔画像データと、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データとが、同一人物から得られた顔画像データであれば、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化することができる。つまり、同じ人物から得られた第１顔画像データの第１の顔特徴量と第２顔画像データの第２の顔特徴量とは実質的に同じデータであるため、第１の顔特徴量を暗号鍵として通行券情報を暗号化した場合、第２の顔特徴量を復号鍵として暗号化通行券情報を復号化することができる。

しかしながら、通行券情報の暗号化に使用された第１顔画像データと、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データとが、異なる人物から得られた顔画像データであれば、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化することはできない。つまり、正規通行券購入者から得られた第１顔画像データの第１の顔特徴量と、不正通行券取得者から得られた第２顔画像データの第２の顔特徴量とは異なるデータであるため、第１の顔特徴量を暗号鍵として通行券情報を暗号化した場合、第２の顔特徴量を復号鍵として暗号化通行券情報を復号化することはできない。

ＣＰＵ２２は、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）と、非暗号化通行券ＩＤとが一致せずに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化できた場合には（Ｓ２０１、ＹＥＳ)、復号化通行券情報に基づき利用者の駅改札内への入場が可能か否かを判定する（Ｓ２０２）。

ここで、利用者の駅改札内への入場が可能か否かの判定は、復号化通行券情報に含まれる通行券の有効期間、有効区間に基づいて判定される。つまり、通行券の有効期間内で、かつ有効区間内である場合には利用者の入場は可能であると判定される。一方、通行券の有効期間外、或いは有効区間外である場合には利用者の入場は不可能であると判定される。

Ｓ２０２における判定において、利用者の入場が可能であると判定されたとき（Ｓ２０３、ＹＥＳ)、ドアＤ１を開放制御して利用者の駅改札内への入場を許可する（Ｓ２０４）。Ｓ２０４において利用者の入場を許可した後、メモリ２１は、読み取った非暗号化通行券ＩＤを通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）として記憶し、また、通信制御部２８は、非暗号化通行券ＩＤを通行済み通行券ＩＤ（入場済み通行券ＩＤ）として中央管理装置１へ送信するようにしてもよい（Ｓ２０５）。中央管理装置１は、通行済み通行券ＩＤを各駅の各自動改札機へ配信する。

一方、ＣＰＵ２２が、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化できない場合には（Ｓ２０１、ＹＥＳ)、つまり復号化エラーの場合、又は入場不可判定の場合（Ｓ２０３、ＮＯ)には、ドアＤ１を閉鎖制御して利用者の入場を禁止するとともに（Ｓ２０６）、スピーカ１３により利用者に対して「通行券情報が不正である可能性が有ります」といった旨の警告を発する（Ｓ２０７）。

図７は、実施形態に係る改札システムの出場時の改札処理を示すフローチャートである。以下、図１及び図７を参照して実施形態に係る改札システムの自動改札機Ｇによる駅改札内へ入場した利用者の駅改札外への出場時の改札処理を説明する。

入場時に携帯電話機３（二次元コードＣ１）を利用した改札システムの利用者は、携帯電話機３を操作して携帯電話機３の表示画面３ａに二次元コードＣ１を表示させる。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、表示画面３ａが自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ３００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、表示画面３ａに表示された二次元コードＣ１を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ１に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ１に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ１に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の出場を不可と判定するようにしてもよい。

或いは、入場時に用紙６ａ（二次元コードＣ２）を利用した改札システムの利用者は、２次元コードＣ２が記録された用紙６ａを出場用の通行券として利用する。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、２次元コードＣ２が記録された用紙６ａ（通行券）が自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ３００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、用紙６ａ（通行券）に記録された二次元コードＣ２を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ２に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ２に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ２に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の出場を不可と判定するようにしてもよい。

或いは、入場時に用紙８ａ（二次元コードＣ３）を利用した改札システムの利用者は、２次元コードＣ３が記録された用紙８ａを出場用の通行券として利用する。自動改札機ＧのカメラＣａ４は、通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する。また、２次元コードＣ２が記録された用紙８ａ（通行券）が自動改札機Ｇの光学読取部１４に翳されると（Ｓ３００、ＹＥＳ)、光学読取部１４は、用紙８ａ（通行券）に記録された二次元コードＣ３を読み取り、ＣＰＵ２２は、二次元コードＣ３に含まれた非暗号化通行券ＩＤを認識し、さらに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき二次元コードＣ３に含まれた暗号化通行券情報を復号化する。

例えば、ＣＰＵ２２が、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）と、二次元コードＣ３に含まれた非暗号化通行券ＩＤとが一致する場合には、利用者の出場を不可と判定するようにしてもよい。

ＣＰＵ２２は、メモリ２１に記憶された通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）と、非暗号化通行券ＩＤとが一致せずに、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化できた場合には（Ｓ３０１、ＹＥＳ)、復号化通行券情報に基づき利用者の駅改札外への出場が可能か否かを判定する（Ｓ３０２）。

ここで、利用者の駅改札外への出場が可能か否かの判定は、復号化通行券情報に含まれる通行券の有効期間、有効区間に基づいて判定される。つまり、通行券の有効期間内で、かつ有効区間内である場合には利用者の入場は可能であると判定される。一方、通行券の有効期間外、或いは有効区間外である場合には利用者の入場は不可能であると判定される。

Ｓ３０２における判定において、利用者の入場が可能であると判定されたとき（Ｓ３０３、ＹＥＳ)、ドアＤ１を開放制御して利用者の駅改札内への入場を許可する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４において利用者の入場を許可した後、メモリ２１は、読み取った非暗号化通行券ＩＤを通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）として記憶し、また、通信制御部２８は、非暗号化通行券ＩＤを通行済み通行券ＩＤ（出場済み通行券ＩＤ）として中央管理装置１へ送信するようにしてもよい（Ｓ３０５）。中央管理装置１は、通行済み通行券ＩＤを各駅の各自動改札機へ配信する。

一方、ＣＰＵ２２が、カメラＣａ４により取得した第２の顔画像データに基づき暗号化通行券情報を復号化できない場合には（Ｓ３０１、ＹＥＳ)、つまり復号化エラーの場合、又は出場不可判定の場合（Ｓ３０３、ＮＯ)には、ドアＤ１を閉鎖制御して利用者の入場を禁止するとともに（Ｓ３０６）、スピーカ１３により利用者に対して「通行券情報が不正である可能性が有ります」といった旨の警告を発する（Ｓ３０７）。

以上のように改札システムは、通行券購入者を撮影して取得された第１の顔画像データ（第１の特徴データ）に基づき通行券情報を暗号化し、また通行者を撮影して取得された第２の顔画像データ（第２の特徴データ）に基づき暗号化通行券情報を復号化する。このため、通行券購入者と通行者とが一致する場合、改札システムの改札機は、暗号化通行券情報を復号化することができ、通行券購入者と通行者とが一致しない場合には、改札システムの改札機は、暗号化通行券情報を復号化することができない。つまり、改札システムの改札機は、暗号化通行券情報の復号結果に基づき、暗号化通行券情報の正当性を判定することができ、例えば、暗号化通行券情報の復号エラーに基づき、前記暗号化通行券情報を不正情報と判定することができる。このようにして、通行券購入者と通行者とが一致しない場合には、改札システムは、暗号化通行券情報を不正情報として判定することができ、不正通行券取得者（コピー通行券使用者）による不正乗車を防止することができる。

例えば、本実施形態で説明した改札システムによれば、以下のような作用効果が得られる。

（１）光学読取可能な通行券情報が記録された１枚の通行券を複製し、複数人で使用することを防止できる。

（２）通行済み通行券ＩＤを管理しない場合には、通行券の使用状態を上位システムで管理しなくてもよいので、上位システムへの投資コストを抑制できる。

（３）二次元バーコードを用いた通行券は、改札処理の際に通行券に対して情報の書込みが困難である。このため、上位システムに頼った不正防止が考えられる。本実施形態で説明した改札システムは、通行済み通行券ＩＤを管理しない場合には、上位システムに頼らずに、二次元バーコードを用いた通行券の不正使用を防止することができる。

（４）通行券購入者の顔特徴量を暗号鍵として用いて通行券情報を暗号化するため、通行券情報の内容を秘匿化することができる。

（５）通行券購入者の顔特徴量を暗号鍵として用いて通行券情報を暗号化するため、暗号鍵の配信や設定を不要にすることができる。

（６）通行券購入者の顔特徴量を暗号鍵として用いて通行券情報を暗号化する技術をＩＣカード通行券にも適用することができる。これにより、上記したように、通行券情報の内容を秘匿化することができ、また、暗号鍵の配信や設定は不要である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…中央管理装置、２…金融機関のホストコンピュータ、３…携帯電話機、４…基地局、５…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、６…プリンタ、６ａ…用紙、７…駅務機器制御装置、Ｇ…自動改札機、８…自動券売機、８ａ…用紙、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…２次元コード、Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ３、Ｃａ４…カメラ

Claims (14)

1. 第１の顔画像データを取得し、前記第１の顔画像データに基づき通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報を発行する発行機と、
   第２の顔画像データを取得し、前記暗号化通行券情報を光学的に読み取り、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する改札機と、
   を備えた改札システム。
2. 前記改札機は、前記第２の顔画像データに基づく前記暗号化通行券情報の復号結果に基づき、前記暗号化通行券情報の正当性を判定する請求項１記載の改札システム。
3. 前記改札機は、前記第２の顔画像データに基づく前記暗号化通行券情報の復号エラーに基づき、前記暗号化通行券情報を不正情報と判定する請求項１又は２記載の改札システム。
4. 前記発行機は、通行券購入者を撮影し前記第１の顔画像データを取得し、前記第１の顔画像データに基づき前記通行券情報を暗号化し、前記暗号化通行券情報を光学読取可能に記録した通行券を発行し、
   前記改札機は、通行者を撮影し前記第２の顔画像データを取得し、前記通行券に記録された前記暗号化通行券情報を光学的に読み取り、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化する請求項１乃至３の何れか１項に記載の改札システム。
5. 前記発行機は、通信端末から送信される前記第１の顔画像データを受信し、前記第１の顔画像データに基づき前記通行券情報を暗号化し、前記通信端末に対して前記暗号化通行券情報を送信し、
   前記改札機は、通行者を撮影し前記第２の顔画像データを取得し、前記通信端末により表示された前記暗号化通行券情報を光学的に読み取り、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化する請求項１乃至３の何れか１項に記載の改札システム。
6. 前記発行機は、前記暗号化通行券情報及び非暗号化識別情報を発行し、
   前記改札機は、前記暗号化通行券情報及び前記非暗号化識別情報を光学的に読み取り、前記非暗号化識別情報を認識し、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、前記復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する請求項１乃至５の何れか１項に記載の改札システム。
7. 通行券購入者を撮影し顔画像データを取得する撮影手段と、
   前記第１の顔画像データに基づき前記通行券情報を暗号化し、前記暗号化通行券情報を光学読取可能に記録した通行券を発行する発行手段と、
   を備えた発行機。
8. 前記発行手段は、前記暗号化通行券情報及び非暗号化券識別情報を光学読取可能に記録した前記通行券を発行する請求項７記載の発行機。
9. 第１の顔画像データに基づき暗号化された暗号化通行券情報を光学的に読み取り、
   通行者を撮影し第２の顔画像データを取得する撮影手段と、
   前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する改札手段と、
   を備えた改札機。
10. 前記改札手段は、前記第２の顔画像データに基づく前記暗号化通行券情報の復号結果に基づき、前記通行券情報の正当性を判定する請求項９記載の改札機。
11. 前記改札手段は、前記第２の顔画像データに基づく前記暗号化通行券情報の復号エラーに基づき、前記通行券情報を不正情報と判定する請求項９又は１０記載の改札機。
12. 前記改札手段は、前記通行券に記録された前記暗号化通行券情報及び非暗号化券識別情報を光学的に読み取り、前記非暗号化券識別情報を認識し、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、前記復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する請求項９乃至１１の何れか１項に記載の改札機。
13. 発行機は、第１の顔画像データを取得し、前記第１の顔画像データに基づき通行券情報を暗号化し、暗号化通行券情報を発行し、
    改札機は、第２の顔画像データを取得し、前記暗号化通行券情報を光学的に読み取り、前記第２の顔画像データに基づき前記暗号化通行券情報を復号化し、復号化通行券情報に基づき改札処理を実行する改札方法。
14. 通行券購入者の撮影により取得された顔画像データに基づき暗号化された通行券情報を光学読取可能に記録した通行券。

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