JP7329790B2

JP7329790B2 - 生体検知装置、生体認証装置、コンピュータプログラム及び生体検知方法

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Publication number: JP7329790B2
Application number: JP2019117379A
Authority: JP
Inventors: 昭馬場; 晴信上松; 宣広奥井; 優三宅; 正勝西垣; 哲史大木; 彩歌杉本
Original assignee: Shizuoka University NUC; KDDI Corp
Current assignee: Shizuoka University NUC; KDDI Corp
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2023-08-21
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: JP2021005149A

Description

本発明は、生体検知装置、生体認証装置、コンピュータプログラム及び生体検知方法に関する。

従来、本人確認に利用される生体認証技術として例えば特許文献１に記載される生体検知装置が知られている。特許文献１に記載される生体検知装置では、撮影手段によって撮影された被検体の時間的に連続する複数の画像の中から被検体を構成する特定の部分を認識し、認識された特定の部分についての特定部分情報と実際の生体における該当部分についての生体情報とを比較し、被検体が生体であるか否かを検知している。

特開２０１６－８１４１６号公報

しかし、上述した従来の生体検知装置では、被検体を一定時間撮影する必要があるので、生体検知結果が出るまでに時間がかかる。また、複数の画像を処理する必要があるので、情報処理の負荷が大きい、データ保存量が多いなどの問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを簡易に検知することを図ることにある。

本発明の一態様は、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、生体検知装置である。
本発明の一態様は、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、を備える生体検知装置であって、前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶部と、前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御部と、をさらに備える生体検知装置である。
本発明の一態様は、前記相関算出対象画像は、前記撮像画像を、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずらした画像である、上記の生体検知装置である。
本発明の一態様は、前記相関算出対象画像は、前記撮像画像を、水平方向と垂直方向の両方向にずらした画像である、上記の生体検知装置である。

本発明の一態様は、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、前記撮像画像を使用して本人認証処理を実行する認証部と、前記本人認証処理に使用される本人登録画像と前記本人登録画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出し、当該算出した相関スコアに基づいて前記閾値を決定する閾値決定部と、を備える生体認証装置である。

本発明の一態様は、コンピュータに、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記判定ステップは、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、コンピュータプログラムである。
本発明の一態様は、コンピュータに、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータに、前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶ステップと、前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御ステップと、をさらに実行させるためのコンピュータプログラムである。

本発明の一態様は、撮像画像入力部が、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、相関スコア算出部が、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、判定部が、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、を含み、前記判定ステップは、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、生体検知方法である。
本発明の一態様は、撮像画像入力部が、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、相関スコア算出部が、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、判定部が、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、を含む生体検知方法であって、取得条件データ記憶部が、前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶ステップと、撮像制御部が、前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御ステップと、をさらに含む生体検知方法である。

本発明によれば、撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを簡易に検知することを図ることができるという効果が得られる。

第１実施形態に係る生体検知システムの構成例を示すブロック図である。第１実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。第１実施形態に係る生体検知方法の手順の例を示すフローチャートである。第１実施形態に係る相関スコア算出方法の説明図である。第１実施形態に係る相関スコア算出方法の説明図である。第２実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。第２実施形態に係る生体検知方法の手順の例を示すフローチャートである。第３実施形態に係る生体認証システムの構成例を示すブロック図である。第３実施形態に係る生体認証装置の構成例を示すブロック図である。第３実施形態に係る生体認証装置の構成例を示すブロック図である。第４実施形態に係る生体認証装置の構成例を示すブロック図である。第５実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る生体検知システムの構成例を示すブロック図である。図１において、生体検知装置１と、ユーザ端末２ａ，２ｂとは、通信ネットワークＮＷを介して通信を行う。通信ネットワークＮＷは、例えば、携帯電話ネットワークや無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信ネットワーク、インターネットなどである。

ユーザ端末２ａ，２ｂ（以下、特に区別しないときは「ユーザ端末２」と称する）は、例えば、スマートフォンやタブレット型のコンピュータ（タブレットＰＣ）等の携帯通信端末装置であってもよく、又は、据置き型の通信端末装置（例えば、据置き型のパーソナルコンピュータ等）であってもよい。

ユーザ端末２ａは、生体撮像画像Ｐａを保持する。生体撮像画像Ｐａは、生体が被写体として撮像された撮像画像である。生体撮像画像Ｐａは、ユーザ端末２ａが備えるカメラ（撮像部）で撮像された撮像画像であってもよく、又は、ユーザ端末２ａとは別個のカメラ（撮像部）で撮像された撮像画像であってもよい。ユーザ端末２ａは、生体撮像画像Ｐａを生体検知装置１へ送信する。

ユーザ端末２ｂは、非生体撮像画像Ｐｂを保持する。非生体撮像画像Ｐｂは、生体ではない物が被写体として撮像された撮像画像である。非生体撮像画像Ｐｂとして、例えば、生体が被写体として撮像された撮像画像（生体撮像画像）が印刷された印刷物が撮像された撮像画像や、生体撮像画像が液晶表示装置等の表示装置に表示された表示画面が撮像された撮像画像などが挙げられる。生体撮像画像Ｐｂは、ユーザ端末２ｂが備えるカメラ（撮像部）で撮像された撮像画像であってもよく、又は、ユーザ端末２ｂとは別個のカメラ（撮像部）で撮像された撮像画像であってもよい。ユーザ端末２ｂは、非生体撮像画像Ｐｂを生体検知装置１へ送信する。

生体検知装置１は、ユーザ端末２ａから受信した生体撮像画像Ｐａを生体検知対象の撮像画像にして、生体撮像画像Ｐａに写っている被写体が生体であるか否かを検知する。また、生体検知装置１は、ユーザ端末２ｂから受信した非生体撮像画像Ｐｂを生体検知対象の撮像画像にして、非生体撮像画像Ｐｂに写っている被写体が生体であるか否かを検知する。

図２は、第１実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。図２において、生体検知装置１は、撮像画像入力部１１と、エッジ強調処理部１２と、相関スコア算出部１３と、判定部１４と、を備える。生体検知装置１の各機能は、生体検知装置１が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、生体検知装置１として、汎用のコンピュータ装置を使用して構成してもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成してもよい。例えば、生体検知装置１は、インターネット等の通信ネットワークに接続されるサーバコンピュータを使用して構成されてもよい。

撮像画像入力部１１は、生体検知対象の撮像画像を受付ける。生体検知対象の撮像画像は、生体撮像画像Ｐａや非生体撮像画像Ｐｂである。撮像画像入力部１１は、受付けた生体検知対象の撮像画像をエッジ強調処理部１２へ出力する。

エッジ強調処理部１２は、撮像画像入力部１１から出力された生体検知対象の撮像画像に対して、エッジ強調処理を実行する。エッジ強調処理部１２は、エッジ強調処理として、例えば、ソーベルフィルタ（Sobel filter）を用いたエッジ検出（輪郭検出）を行う。なお、ソーベルフィルタ以外の他のエッジ検出方法を適用してもよい。例えば、「Canny法」、「Laplacian法」、「prewitt法」などのエッジ検出方法を適用してもよい。エッジ強調処理部１２は、生体検知対象の撮像画像に対してエッジ強調処理を実行した結果のエッジ強調画像を相関スコア算出部１３へ出力する。

相関スコア算出部１３は、エッジ強調処理部１２から出力されたエッジ強調画像に対して、相関スコア算出処理を実行する。相関スコア算出処理では、エッジ強調画像と、当該エッジ強調画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する。

本実施形態の一例として、相関スコアは、エッジ強調画像と相関算出対象画像との重複する領域における誤差（輝度差の２乗和）である。この場合、相関スコアが大きい（誤差が大きい）ほど相関が低く、相関スコアが小さい（誤差が小さい）ほど相関が高い。

ここで、図４及び図５を参照して、相関スコア算出方法を説明する。図４及び図５は、本実施形態に係る相関スコア算出方法の説明図である。図４及び図５の例は、生体認証として掌紋認証を行う場合の例である。また、生体検知として、掌紋認証において本人確認用の入力画像に使用される撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを検知する場合の例である。

図４には、エッジ強調画像Ｐｅが示される。図４の例では、エッジ強調画像Ｐｅは、Ｘ軸方向（水平方向）のサイズが３００ピクセル（pixel）であり、Ｙ軸方向（垂直方向）のサイズが３００ピクセル（pixel）である。相関スコア算出部１３は、エッジ強調画像Ｐｅからテンプレート画像Ｐｓを取得する。図４の例では、テンプレート画像Ｐｓは、Ｘ軸方向（水平方向）のサイズが５０ピクセルであり、Ｙ軸方向（垂直方向）のサイズが５０ピクセルである。また、図４の例では、エッジ強調画像Ｐｅの中央部分から、テンプレート画像Ｐｓのサイズの画像領域を切り出してテンプレート画像Ｐｓとしている。テンプレート画像Ｐｓは、エッジ強調画像Ｐｅの一部である。

図５には、相関スコアを算出する際におけるエッジ強調画像Ｐｅと相関算出対象画像Ｐｔとの関係が示されている。図５の例では、エッジ強調処理部１２におけるテンプレート画像Ｐｓの元位置（図５中、０［pixel］）からＸ軸方向（水平方向）に１０ピクセルだけテンプレート画像Ｐｓをずらした位置（図５中、１０［pixel］）のものを最初の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０とし、当該元位置からＸ軸方向（水平方向）に５０ピクセルだけずらした位置（図５中、５０［pixel］）のものまで、Ｘ軸方向（水平方向）に１ピクセルずつずらした各相関算出対象画像を対象にして、エッジ強調画像Ｐｅとの相関を示す相関スコアを算出する。したがって、相関算出対象画像Ｐｔとして、相関算出対象画像Ｐｔ＿１０から相関算出対象画像Ｐｔ＿５０まで、Ｘ軸方向（水平方向）に１ピクセルずつずれた４１個の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０，Ｐｔ＿１１，Ｐｔ＿１２，・・・，Ｐｔ＿４９，Ｐｔ＿５０がある。図５には、４１個の相関算出対象画像Ｐｔのうち、テンプレート画像Ｐｓを元位置からＸ軸方向（水平方向）に１０ピクセルだけずらした最初の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０と、テンプレート画像Ｐｓを元位置からＸ軸方向（水平方向）に２０ピクセルだけずらした相関算出対象画像Ｐｔ＿２０と、テンプレート画像Ｐｓを元位置からＸ軸方向（水平方向）に３０ピクセルだけずらした相関算出対象画像Ｐｔ＿３０と、テンプレート画像Ｐｓを元位置からＸ軸方向（水平方向）に５０ピクセルだけずらした最後の相関算出対象画像Ｐｔ＿５０とが例示されている。

相関スコア算出部１３は、４１個の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０，Ｐｔ＿１１，Ｐｔ＿１２，・・・，Ｐｔ＿４９，Ｐｔ＿５０のそれぞれについて、エッジ強調画像Ｐｅとの相関を示す相関スコアを算出する。具体的には、相関スコアとして、４１個の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０，Ｐｔ＿１１，Ｐｔ＿１２，・・・，Ｐｔ＿４９，Ｐｔ＿５０のそれぞれについて、エッジ強調画像Ｐｅと重複する領域における誤差（輝度差の２乗和）を算出する。

なお、図５の例では、相関算出対象画像Ｐｔは、テンプレート画像ＰｓをＸ軸方向（水平方向）にずらした画像であるが、ずらす方向はこれに限定されない。相関算出対象画像Ｐｔは、テンプレート画像ＰｓをＹ軸方向（垂直方向）にずらした画像であってもよい。又は、相関算出対象画像Ｐｔは、テンプレート画像ＰｓをＸ軸方向（水平方向）とＹ軸方向（垂直方向）の両方向にずらした画像であってもよい。

また、テンプレート画像Ｐｓのサイズ及びエッジ強調画像Ｐｅからテンプレート画像Ｐｓを切り出す画像領域は、エッジ強調画像Ｐｅのサイズに応じて決定してもよい。なお、エッジ強調画像の全部をテンプレート画像としてもよい。

説明を図２に戻す。
相関スコア算出部１３は、相関スコア算出処理の実行結果の相関スコアを判定部１４へ出力する。

判定部１４は、相関スコア算出部１３から出力された相関スコアと、所定の閾値との比較の結果に基づいて、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを判定する。以下に、判定方法の例を示す。

［判定方法の例１］
判定方法の例１では、判定部１４は、相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、相関が比較的高い相関スコアの出現が周期性を有する場合に、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体ではないと判定する。具体的に図５の例では、４１個の相関算出対象画像Ｐｔ＿１０，Ｐｔ＿１１，Ｐｔ＿１２，・・・，Ｐｔ＿４９，Ｐｔ＿５０のそれぞれについて相関スコア「誤差（輝度差の２乗和）」が算出される。それら４１個の各相関スコアと、所定の閾値との比較の結果から、閾値未満（相関が比較的高い）である相関スコアが一定のピクセル数の間隔で且つ一定の回数以上連続して出現する場合に、相関が比較的高い相関スコアの出現が周期性を有すると判断し、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体ではないと判定する。なお、周期性として多少のゆらぎを許容するために、「（一定のピクセル数）±ゆらぎ幅」の間隔を周期性の判断に適用してもよい。

また、判定部１４は、相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、相関が比較的高い相関スコアの出現が周期性を有する場合以外の場合には、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であると判定してもよい。

判定方法の例１によれば、相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、相関が比較的高い相関スコアの出現が周期性を有する場合、生体検知対象の撮像画像に干渉縞（モアレ）が存在すると判断することができる。生体が被写体として撮像された生体撮像画像Ｐａには、モアレが発生しない。一方、生体ではない物が被写体として撮像された非生体撮像画像Ｐｂでは、モアレが発生する可能性がある。例えば、印刷物を被写体としてカメラで撮像すると、モアレが発生することがある。これは、印刷物の紙面にはインク粒子が規則正しく並んでおり、またカメラも撮像素子が規則正しく並んでいる構造となっているためである。また、液晶表示装置等の表示装置に表示された表示画面を被写体としてカメラで撮像すると、モアレが発生することがある。これは、表示装置の表示画面上には発光素子が規則正しく並んでおり、またカメラも撮像素子が規則正しく並んでいる構造となっているためである。したがって、撮像画像からモアレが検知された場合には、当該撮像画像に写っている被写体が生体ではないと判定することができる。このことから、判定方法の例１では、相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、相関が比較的高い相関スコアの出現が周期性を有する場合に、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体ではないと判定する。

一般に、カメラで撮像された撮像画像を本人確認用の入力画像として使用する生体認証におけるなりすまし攻撃では、攻撃者が、生体撮像画像が印刷された印刷物や、生体撮像画像が液晶表示装置等の表示装置に表示された表示画面をカメラで撮像した撮像画像を使用することが多い。判定方法の例１によれば、そのようななりすまし攻撃に対して、本人確認用の入力画像からモアレを検知することによって生体検知結果「不合格」とすることにより防御することができる。

また、判定方法の例１によれば、ユーザ毎や生体検知の機会毎に生体検知対象の撮像画像の品質が異なっていても、モアレの検知によって、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体ではないと判定することができる。このことは、生体検知対象の撮像画像の品質に影響を及ぼすカメラの解像度や撮影時の明るさ（例えば、フラッシュ等の撮影用ライトの点灯の有無）などの撮影環境がユーザ毎や生体検知の機会毎に異なっていても、本実施形態を適用することができるという格別の効果を奏する。

［判定方法の例２］
判定方法の例２では、判定部１４は、相関が最も高い相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを判定する。撮像画像にモアレが存在する場合、相関が最も高い相関スコアは、モアレが存在しない撮像画像よりも顕著に相関の高さを示すと考えられる。このことから、判定方法の例２では、相関が最も高い相関スコアと所定の閾値との比較の結果、両者に一定以上の差があり且つ相関が比較的高い場合には被写体が生体ではないと判定し、そうではない場合には被写体が生体であると判定する。

［判定方法の例３］
判定方法の例３では、判定部１４は、相関スコアの平均値と所定の閾値との比較の結果に基づいて、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを判定する。撮像画像にモアレが存在する場合、相関スコアの平均値は、モアレが存在しない撮像画像よりも顕著に相関の高さを示すと考えられる。このことから、判定方法の例３では、相関スコアの平均値と所定の閾値との比較の結果、相関が比較的高い場合には被写体が生体ではないと判定し、そうではない場合には被写体が生体であると判定する。

以上が判定方法の例の説明である。説明を図２に戻す。
判定部１４は、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かの判定結果を出力する。

次に図３を参照して、本実施形態に係る生体検知方法の手順を説明する。図３は、本実施形態に係る生体検知方法の手順の例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１１）撮像画像入力部１１が、生体検知対象の撮像画像を受付ける。

（ステップＳ１２）エッジ強調処理部１２が、生体検知対象の撮像画像に対してエッジ強調処理を実行する。

（ステップＳ１３）相関スコア算出部１３が、エッジ強調処理部１２によるエッジ強調処理の実行結果のエッジ強調画像に対して、エッジ強調画像と、当該エッジ強調画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する。

（ステップＳ１４）判定部１４が、相関スコア算出部１３による相関スコア算出処理の実行結果の相関スコアと、所定の閾値との比較の結果に基づいて、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを判定する。

（ステップＳ１５）判定部１４が、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かの判定結果を出力する。

上述した第１実施形態によれば、生体検知対象の撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを簡易に検知することができるという効果が得られる。具体的には、１個の生体検知対象の撮像画像のみで生体検知を行うことができるので、生体検知に必要な情報（生体検知対象の撮像画像）を得るまでの時間が短くて済む、情報処理の負荷が小さくて済む、データ保存量が少なくて済む等の効果が得られる。このため、情報処理能力が比較的小さい情報処理装置を利用して生体検知装置１を実現することができる。例えば、スマートフォンや組み込み機器などを利用して生体検知装置１を実現してもよい。

なお、エッジ強調処理部１２は、生体検知対象の撮像画像に対してエッジ強調処理を実行した結果のエッジ強調画像に対して、さらに２値化処理を実行してもよい。この場合、エッジ強調処理部１２は、エッジ強調画像に対して２値化処理を実行した結果の２値化画像を相関スコア算出部１３へ出力する。相関スコア算出部１３は、エッジ強調処理部１２から出力された２値化画像に対して、相関スコア算出処理を実行する。２値化画像に対して相関スコア算出処理を実行する場合、相関スコアは、２値化画像と相関算出対象画像との重複する領域における誤差として、輝度差の２乗和であってもよく、又は、輝度差の和であってもよい。

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態における生体検知装置１の変形例である。図６は、第２実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。図６において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図６に示される生体検知装置１は、エッジ強調処理部１２を備えない。このため、相関スコア算出部１３は、撮像画像入力部１１から出力された生体検知対象の撮像画像に対して、相関スコア算出処理を実行する。生体検知対象の撮像画像に対して相関スコア算出処理を実行する場合、相関スコアは、生体検知対象の撮像画像と相関算出対象画像との重複する領域における誤差として、例えば輝度差の２乗和である。

図７は、本実施形態に係る生体検知方法の手順の例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１３）相関スコア算出部１３が、生体検知対象の撮像画像と、当該撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する。

上述した第２実施形態によれば、エッジ強調処理が実行されないので、その分、生体検知にかかる時間を短縮することができる。また、情報処理の負荷を小さくすることができるので、情報処理能力がより小さい情報処理装置を利用して生体検知装置１を実現することができる。

［第３実施形態］
図８は、第３実施形態に係る生体認証システムの構成例を示すブロック図である。図８において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図８において、生体認証装置５と、ユーザ端末２ａ，２ｂとは、通信ネットワークＮＷを介して通信を行う。ユーザ端末２ａは、生体撮像画像Ｐａを生体認証装置５へ送信する。ユーザ端末２ｂは、非生体撮像画像Ｐｂを生体認証装置５へ送信する。

生体認証装置５は、ユーザ端末２ａから受信した生体撮像画像Ｐａを生体検知対象の撮像画像にして、生体撮像画像Ｐａに写っている被写体が生体であるか否かを検知する。また、生体認証装置５は、当該生体撮像画像Ｐａを本人確認用の入力画像として生体認証に使用する。

生体認証装置５は、ユーザ端末２ｂから受信した非生体撮像画像Ｐｂを生体検知対象の撮像画像にして、非生体撮像画像Ｐｂに写っている被写体が生体であるか否かを検知する。また、生体認証装置５は、当該非生体撮像画像Ｐｂを本人確認用の入力画像として生体認証に使用する。

図９、図１０は、第３実施形態に係る生体認証装置の構成例を示すブロック図である。

［生体認証装置の構成例１］
図９を参照して、本実施形態に係る生体認証装置５の構成例１を説明する。図９において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図９において、生体認証装置５は、認証部５１を備える。認証部５１は、撮像画像入力部１１がユーザ端末２から受付けた撮像画像（受付撮像画像）を本人確認用の入力画像に使用して本人認証処理を実行する。認証部５１は、本人認証処理の実行結果の認証結果「本人である」又は「本人ではない」を出力する。

図９に示される生体認証装置５では、認証部５１には、受付撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かの判定結果が判定部１４から入力される。認証部５１は、当該判定結果が「生体である」の場合には本人認証処理を実行し、そうではない場合には本人認証処理を実行しない。これにより、認証部５１による情報処理の負荷が軽減される。

生体認証装置の構成例１によれば、生体検知に要する時間が生体認証に要する時間よりも短い場合に、生体認証の前処理として生体検知を行うことにより、全体的な処理の効率の向上を図ることができる。

［生体認証装置の構成例２］
図１０を参照して、本実施形態に係る生体認証装置５の構成例２を説明する。図１０において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１０において、生体認証装置５は、認証部５１を備える。認証部５１は、撮像画像入力部１１がユーザ端末２から受付けた撮像画像（受付撮像画像）を本人確認用の入力画像に使用して本人認証処理を実行する。認証部５１は、本人認証処理の実行結果の認証結果「本人である」又は「本人ではない」を出力する。

図１０に示される生体認証装置５では、エッジ強調処理部１２と相関スコア算出部１３と判定部１４とには、受付撮像画像を本人確認用の入力画像に使用して実行された本人認証処理の実行結果の認証結果「本人である」又は「本人ではない」が認証部５１から入力される。エッジ強調処理部１２は、当該認証結果が「本人である」の場合にはエッジ強調処理を実行し、そうではない場合にはエッジ強調処理を実行しない。相関スコア算出部１３は、当該認証結果が「本人である」の場合には相関スコア算出処理を実行し、そうではない場合には相関スコア算出処理を実行しない。

判定部１４は、認証部５１からの認証結果が「本人である」の場合には、相関スコア算出部１３による相関スコア算出処理の実行結果の相関スコアと、所定の閾値との比較の結果に基づいて、受付撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを判定する。次いで、判定部１４は、受付撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かの判定結果を出力する。この判定結果において、受付撮像画像に写っている被写体が生体である場合には最終認証結果「本人である」となり、一方、受付撮像画像に写っている被写体が生体ではない場合には最終認証結果「本人ではない」となる。

判定部１４は、認証部５１からの認証結果が「本人ではない」の場合には、判定結果（最終認証結果）として「本人ではない」を出力する。

生体認証装置の構成例２によれば、エッジ強調処理部１２、相関スコア算出部１３及び判定部１４による情報処理の負荷が軽減される。また、生体認証に要する時間が生体検知に要する時間よりも短い場合に、生体認証の後処理として生体検知を行うことにより、全体的な処理の効率の向上を図ることができる。

なお、上述した図９の構成例１と図１０の構成例２とを任意に切り替えられるように、生体認証装置５を構成してもよい。
例えば、過去の生体検知結果や生体認証結果に基づいて、生体検知と生体認証のいずれの処理を先に実行するのかを切り替えてもよい。この一実施例として、前回の生体検知結果「ＯＫ（生体である）又はＮＧ（生体ではない）」を記憶しておき、前回の生体検知結果がＮＧである場合には、生体認証処理よりも先に生体検知処理を実行する。これは、詐称者が何度か同じ方法で不正を繰り返すことが想定されるので、前回の生体検知結果がＮＧであった場合、再度、生体検知結果がＮＧになる可能性が高く、生体認証処理よりも先に生体検知処理を実行するほうが効率的であるためである。

［第４実施形態］
第４実施形態は、第３実施形態における生体認証装置５の変形例である。図１１は、第４実施形態に係る生体認証装置の構成例を示すブロック図である。図１１において、図９の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１１に示される生体認証装置５は、さらに閾値決定部７１を備える。

閾値決定部７１は、認証部５１において本人認証処理に使用される本人登録画像と当該本人登録画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する。この相関スコアの算出方法は、相関スコア算出部１３における相関スコアの算出方法と同じである。本人登録画像は、事前に、認証部５１に保持されている。閾値決定部７１は、当該算出した相関スコアに基づいて、判定部１４が使用する閾値を決定する。例えば、相関が最も高い相関スコアに基づいて閾値を決定してもよい。例えば、相関が最も高い相関スコアを閾値に決定してもよい。例えば、相関スコアの平均値に基づいて閾値を決定してもよい。例えば、相関スコアの平均値を閾値に決定してもよい。

なお、図１０に示される生体認証装置５に対しても同様に閾値決定部７１を設けてもよい。

［第５実施形態］
第５実施形態は、第１実施形態における生体検知装置１の変形例である。図１２は、第５実施形態に係る生体検知装置の構成例を示すブロック図である。図１２において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図１２に示される生体認証装置５は、さらに取得条件データ記憶部８１と撮像制御部８２とを備える。

取得条件データ記憶部８１は、判定部１４が使用する閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する。取得条件データは、撮像画像の品質に影響を及ぼすカメラの解像度や撮影時の明るさ（例えば、フラッシュ等の撮影用ライトの点灯の有無）などの撮影環境を示すデータである。

撮像制御部８２は、取得条件データ記憶部８１に記憶される取得条件データに基づいて、被写体を撮像するカメラ（撮像部）に対する撮像設定データを供給する。撮像設定データは、例えば、カメラを備えるユーザ端末２へ送信される。これにより、ユーザ端末２は、撮像設定データに基づいて、自己のカメラにおける撮像画像の取得条件を設定する。

なお、図６に示される生体検知装置１に対しても同様に取得条件データ記憶部８１及び撮像制御部８２を設けてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

上述した実施形態では、掌紋認証を例に挙げたが、撮像画像を使用する生体認証であれば適用可能である。例えば、指紋認証や顔認証などにも適用可能である。

また、上述した実施形態では、掌紋認証等の生体認証において本人確認用の入力画像に使用される撮像画像に写っている被写体が生体であるか否かを検知することを例に挙げて説明したが、これに限定されない。被写体が生体であるか否かを検知する対象の撮像画像は、生体認証に使用される撮像画像に限定されず、任意の撮像画像に適用可能である。

また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…生体検知装置、２ａ，２ｂ…ユーザ端末、１１…撮像画像入力部、１２…エッジ強調処理部、１３…相関スコア算出部、１４…判定部、５…生体認証装置、５１…認証部、７１…閾値決定部、８１…取得条件データ記憶部、８２…撮像制御部、ＮＷ…通信ネットワーク

Claims

被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、
前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、
前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、
生体検知装置。
被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、
前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、
前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、
を備える生体検知装置であって、
前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶部と、
前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御部と、
をさらに備える生体検知装置。
前記相関算出対象画像は、前記撮像画像を、水平方向又は垂直方向のいずれか一方向にずらした画像である、
請求項１又は２のいずれか１項に記載の生体検知装置。
前記相関算出対象画像は、前記撮像画像を、水平方向と垂直方向の両方向にずらした画像である、
請求項１又は２のいずれか１項に記載の生体検知装置。
被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力部と、
前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出部と、
前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定部と、
前記撮像画像を使用して本人認証処理を実行する認証部と、
前記本人認証処理に使用される本人登録画像と前記本人登録画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出し、当該算出した相関スコアに基づいて前記閾値を決定する閾値決定部と、
を備える生体認証装置。
コンピュータに、
被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、
前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、
前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記判定ステップは、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、
コンピュータプログラム。
コンピュータに、
被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、
前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、
前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶ステップと、
前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御ステップと、
をさらに実行させるためのコンピュータプログラム。
撮像画像入力部が、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、
相関スコア算出部が、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、
判定部が、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、
を含み、
前記判定ステップは、前記相関スコアの平均値と前記閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する、
生体検知方法。
撮像画像入力部が、被写体が撮像された撮像画像を受付ける撮像画像入力ステップと、
相関スコア算出部が、前記撮像画像と前記撮像画像の一部又は全部を一定間隔でずらした相関算出対象画像との相関を示す相関スコアを算出する相関スコア算出ステップと、
判定部が、前記相関スコアと所定の閾値との比較の結果に基づいて、前記被写体が生体であるか否かを判定する判定ステップと、
を含む生体検知方法であって、
取得条件データ記憶部が、前記閾値の決定に使用された撮像画像の取得条件データを記憶する取得条件データ記憶ステップと、
撮像制御部が、前記取得条件データに基づいて、前記被写体を撮像する撮像部に対する撮像設定データを供給する撮像制御ステップと、
をさらに含む生体検知方法。