JPH10283465A - 定期券および定期券不正使用防止システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動改札で使われる定期券の不正使用を防止
する。 【解決手段】 所有者本人の顔写真画像データがディジ
タル透かし技術により埋め込まれている定期券はイメー
ジスキャナ１で読み取られ、顔写真画像データが埋め込
み情報抽出部２で抽出される。一方、自動改札機を通過
しようとする定期券使用者の顔がカメラ３で撮影され、
顔画像データが顔画像抽出部４で抽出される。埋め込み
情報抽出部２で抽出された顔写真画像データと顔画像抽
出部４で抽出された顔画像データは顔画像照合部５で照
合され、一致しない場合、アラーム発生部９からアラー
ムが出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電車等の自動改札
で使われる定期券が不正使用されることを防止する定期
券不正使用防止システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、駅員による改札のかわりに、乗車
区間や使用期限等の磁気情報を持った定期券やキップを
媒体とした自動改札システムにより無人で定期券やキッ
プの検査や回収が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現状の自動改
札システムでは、記録された磁気情報を磁気ヘッドで読
み取り、その情報をチェックすることにより、乗り越し
キップや期限切れの定期券を使用した場合に通り抜けを
禁止するように遮断器が出て、アラームまたは音声で利
用者に注意を喚起する。また、子供用のキップや定期券
の場合には、改札口の頭上のランプが点灯する程度のチ
ェックがなされているにすぎない。

【０００４】例えば、定期券を所有者から借りて改札を
通過する場合、子供用の定期券を大人が使用するような
場合を除いて、その不正使用は認知できない。

【０００５】本発明の目的は、定期券が所有者以外の他
人により不正使用されることを防止する定期券および定
期券不正使用防止システムを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の定期券
は、発行された定期券表面に形成された券面情報または
模様に、所有者本人の顔写真画像データがディジタル透
かし技術により埋め込まれている。

【０００７】本発明の第１の定期券不正使用防止システ
ムは、改札を通過する定期券使用者の顔を撮影する撮影
手段と、前記定期券の券面情報または模様から顔写真画
像データを読み取る読み取り手段と、撮影手段で得られ
た顔画像データと読み取り手段で得られた顔画像データ
とを照合する顔画像照合手段と、照合した結果不一致の
場合にアラームを発するアラーム発生手段を有する。

【０００８】したがって、定期券の所有者以外の人が定
期券を使用して改札を通過しようとした場合、ただちに
不正を摘発することができるので、定期券の不正使用を
防止することができる。また、現行の定期券と同様に、
定期券に顔写真が貼られているわけでないので、利用者
にとって、違和感や抵抗感が無く使用できる。

【０００９】本発明の第２の定期券は、発行された定期
券表面に形成された券面情報または模様に、所有者本人
の顔写真画像データと乗車区間ならびに使用期限のデー
タがディジタル透かし技術により埋め込まれている。

【００１０】本発明の第２の定期券不正使用防止システ
ムは、改札を通過する定期券使用者の顔を撮影する撮影
手段と、前記定期券の券面情報または模様から顔写真画
像データと乗車区間ならびに使用期限のデータを読み取
る読み取り手段と、撮影手段で得られた顔画像データと
読み取り手段で得られた顔画像データとを照合する照合
手段と、読み取り手段で得られた乗車区間ならびに使用
期限のデータを検査する検査手段と、検査・照合した結
果不一致の場合にアラームを発するアラーム発生手段を
有する。

【００１１】また、乗車区間や使用期限のデータも合わ
せて定期券に埋め込んでおくことにより、従来の自動改
札機用の定期券のように磁気情報を書き込むために磁気
シートを使用する必要が無く、ごく普通の紙やプラスチ
ックシート等を使用できるので、定期券が低価格とな
る。

【００１２】さらに、第１の定期券不正使用防止システ
ムでは、光学的読み取り手段と磁気的読み取り手段を必
要とするが、第２の定期券不正使用防止システムでは、
光学的読み取り手段のみでよいため、自動改札機の構成
がシンプルとなる。また、光学的読み取りなので、定期
券を読み取り位置に提示するだけでよく、定期券を定期
入れから出して、所定位置に挿入する手間がはぶけ、使
用者にとって使い勝手がよくなる。

【００１３】ここで、本発明は、著作権情報を著作物に
埋め込むためのディジタル透かし技術を基本技術として
用いている。ディジタル透かし技術とは、ディジタル情
報（画像（静止画、動画像）、音声）内に人間に知覚さ
れないように別の情報を埋め込み、必要時に埋め込んだ
情報を取り出すことができるようにするものである。

【００１４】以下、ディジタル透かし技術の原理につい
てディジタル情報が画像情報の場合を図６（ａ），
（ｂ）により説明する（詳細は、特願平８−３０５３７
０号、特願平８−３３８７６９号を参照のこと）。

【００１５】図６（ａ）は、画像情報に別の情報（埋め
込み情報）を埋め込む処理の流れを示した図である。分
解処理１１では、原画像を１ブロックがｎ画素×ｍ画素
の複数ブロックに分解する。動画像の場合には各フレー
ム毎に分け、それぞれのフレームを複数ブロックに分解
する。直交変換処理１２では、分解処理１１で分解され
たそれぞれのブロックに離散コサイン変換（ＤＣＴ変
換）等の直交変換を施し、ｎ×ｍの周波数成分行列を得
る。埋め込み情報の埋め込みに先立ち、直交変換処理１
２で得られた周波数成分行列のどの位置に埋め込み情報
を埋め込むかを乱数により決定し、さらにその位置の周
波数成分の値をどの程度変更するかを示す変更量を決定
し、決定した埋め込み位置と変更量を鍵情報として取得
しておく。埋め込み情報を埋め込む場合、１つのブロッ
クに対する周波数成分行列に全てを埋め込む必要はな
く、複数のブロックの周波数成分行列にまたがって埋め
込んでもよい。埋め込み位置として、例えば周波数成分
行列の低周波数部分を選択することにより、人間に知覚
できないように埋め込むことができる。また、変更量を
変えることにより、周波数成分行列のもとの値との差を
変えられるため、画質の劣化を制御することができる。
埋め込み処理１３では、鍵情報の埋め込み位置と変化量
に基づいてそれぞれのブロックの周波数成分行列の値を
変え、埋め込み情報を埋め込む。逆直交変換処理１４で
は、埋め込み処理１３により埋め込み情報が埋め込まれ
たそれぞれのブロックの周波数成分行列を逆直交変換
し、ｎ画素×ｍ画素のブロック画像を得る。再構成処理
１５では、逆直交変換処理１４で得られた各ブロック画
像をつなぎ合わせ、埋め込み情報が埋め込まれた透かし
画像を得る。

【００１６】図６（ｂ）は、透かし画像から埋め込み情
報を取り出す処理の流れを示した図である。分解処理１
６では、透かし画像を１ブロックがｎ画素×ｍ画素の複
数ブロックに分解する。直交変換処理１７では、分解処
理１６で分解されたそれぞれのブロックに対し直交変換
を行い、ｎ×ｍの周波数成分行列を得る。取り出し処理
１８では、埋め込み処理１３で用いた鍵情報から埋め込
み位置と変換量を得て、それぞれのブロックの周波数成
分行列から埋め込み情報を取り出す。

【００１７】なお、ディジタル情報が音声情報の場合に
は、埋め込み時、取り出し時の具体的な処理方法は画像
情報の場合とは異なるが、画像情報の場合と同様、音声
情報の冗長部分に埋め込み情報を埋め込み、その位置情
報等を鍵情報とし、この鍵情報に基づいて埋め込み情報
の埋め込み、取り出しができる。

【００１８】以上のように、ディジタル透かし技術は、
埋め込み時に用いた鍵情報が無ければ埋め込み情報の
取り出しができないこと、鍵情報中の埋め込み情報は
乱数により作成するため固定されておらず、埋め込み情
報の解読は困難なこと、埋め込み位置を工夫すること
により、人間に知覚できないように埋め込み情報を埋め
込めること、変更量を変えることにより画質の劣化程
度を制御できること、等の特徴がある。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施形態の定期券の
イメージ図である。

【００２１】定期券の表面には通常、所有者専用に乗車
区間や使用期限、所有者氏名等の券面情報が印刷されて
いる。また、定期券の偽造を防止するために定期券の表
面全体に模様が印刷されている場合もある。本実施形態
では、定期券発行時に、この券面情報または模様に、所
有者の身分証明書や免許証の顔写真が、前記したディジ
タル透かし技術で埋め込まれている。図１では、埋め込
まれた顔写真を目で認知できるように描かれているが、
実際は特定の画像処理により分散して埋め込まれている
ので、認知できない。埋め込み処理で使用したパラメー
タを使って読み取ることにより、初めて顔画像と認識で
きる。すなわち、埋め込み処理で用いたパラメータ（鍵
情報）がわからないかぎり、定期券使用者は埋め込み情
報を取り出すことができないので、他人の顔にすり替え
る等の改ざんをできない。

【００２２】図２および図３は本発明の第１の実施形態
の定期券不正使用防止システムの概念図である。図２が
定期券正規使用時、図３が定期券不正使用時の場合であ
る。図４は本実施形態の自動改札機の要部の構成図であ
る。

【００２３】本実施形態の自動改札機では、従来の改札
機が具備している、乗車区間や使用期限等の記録されて
いる情報を読み取る磁気情報読み取り部６と、読み取っ
た情報を検査する磁気情報検査部７の他に、定期券を読
み取るイメ−ジスキャナ１と、読み取った定期券から埋
め込み情報を抽出する埋め込み情報抽出部２と、自動改
札機を通過しようとする使用者の顔を撮影するカメラ３
と、カメラ３で撮影した画像から顔画像を抽出する顔画
像抽出部４と、埋め込み情報中の顔画像データと、顔画
像抽出部４で抽出された顔画像データを照合する顔画像
照合部５と、磁気情報検査部７と顔画像照合部５での検
査、照合の結果、データの不一致が検出されると、アラ
ームを発生するとともに、自動改札機の遮断器を出すよ
うにする信号を自動改札機の制御部に出力するアラーム
発生部９を備えている。

【００２４】ここで、イメ−ジスキャナ１と埋め込み情
報抽出部２は読み取り手段を、カメラ３と顔画像抽出部
４は撮影手段を、顔画像照合部５は顔画像照合手段を構
成し、アラーム発生部９はアラーム発生手段をそれぞれ
構成している。

【００２５】カメラ３で撮影した画像から顔画像を抽出
することは、顔画像の特徴（顔の中心線に対してほぼ対
称であること）やカメラの焦点距離と被写体距離とから
顔のサイズを特定する等の技術がすでに開発されてお
り、それら技術を適用すればよいので、ここでは説明を
省略する。

【００２６】定期券に埋め込まれた顔画像を読み込む方
法としては、例えばイメージスキャナのような光学的手
段により定期券全面の画像を取り込み、ディジタルデー
タに変換して、前記したディジタル透かし技術のアルゴ
リズムにしたがって、埋め込み処理で用いた鍵情報をも
とに、埋め込まれた情報を抽出することができる。

【００２７】また、顔画像照合部５としては、例えば特
開平５−２３３７８３に開示されている技術を使用する
ことが可能である。

【００２８】図２に示すように、所有者本人が定期券を
自動改札機１０の定期券挿入口に入れた場合は、定期券
から読み取った顔画像とカメラ３で撮影した顔画像が一
致するので、磁気情報でチェックした乗車区間や使用期
限が問題なければ、所有者は正常に改札を通過できる。

【００２９】一方、図３に示すように、所有者以外の人
が定期券を自動改札機１０の定期券挿入口に入れた場合
は、定期券から読み取った顔画像とカメラ３で撮影した
顔画像が一致しないので、乗車区間や使用期限が問題な
くても、ただちに遮断器が出、さらにアラームが発生
し、不正があったことを駅員に知らせる。

【００３０】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。本実施形態では、定期券発行時に、顔画像デー
タ以外に乗車区間ならびに使用期限のデータが前記した
ディジタル透かし技術で券面情報に埋め込まれている。
すなわち、図１における「横浜−野比」や「９６．１
２．２４まで有効」に相当するデータも合わせて埋め込
まれている。

【００３１】図５は本実施形態の自動改札機の要部の構
成を示すブロック図である。

【００３２】定期券使用時に、自動改札機では、イメ−
ジスキャナ１により顔画像データ、乗車区間および使用
期限データのすべてを読み込む。顔画像データについて
は、第１の実施形態と同様に本人であるかどうかの照合
を行う。また、乗車区間および使用期限データについて
は、改札した駅が定期券の乗車区間内に入っているかど
うか、使用日が使用期限内に入っているかどうかを乗車
区間・期限検査部８で検査し、不正があった場合には、
アラーム発生部９よりアラームが発生し、遮断器が出
る。乗車区間や使用期限の検査方法は、従来の磁気情報
による検査方法がそのまま使用できる。

【００３３】なお、乗車区間・期限検査部８は検査手段
を構成している。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記のよ
うな効果がある。

【００３５】請求項２の発明は、定期券の所有者以外の
人が定期券を不正使用して改札を通過しようとした場
合、ただちに不正を摘発することができるので、不正利
用を防止することができる。また、現行の定期券と同様
に、定期券に顔写真が貼られているわけでないので、利
用者にとって、違和感や抵抗感が無く使用できる。

【００３６】また、請求項３のように乗車区間や使用期
限のデータも合わせて定期券に埋め込んでおくことによ
り、従来の自動改札機用の定期券のように磁気情報を書
き込むために磁気シートを使用する必要が無く、ごく普
通の紙やプラスチックシート等を使用できるので、定期
券が低価格となる。

【００３７】さらに、請求項２の発明では、光学的読み
取り手段と磁気的読み取り手段を必要とするが、請求項
４の発明では、光学的読み取り手段のみでよいため、自
動改札機の構成がシンプルとなる。また、光学的読み取
りなので、定期券を読み取り位置に提示するだけでよ
く、定期券を定期入れから出して、所定位置に挿入する
手間がはぶけ、使用者にとって使い勝手がよくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の定期券のイメージ図
である。

【図２】本発明の第１の実施形態の定期券不正使用防止
システムにおける定期券正規使用時の場合の概念図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施形態の定期券不正使用防止
システムにおける定期券不正使用時の場合の概念図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施形態の定期券不正使用防止
システムにおける自動改札機の構成例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態の定期券不正使用防止
システムにおける自動改札機の別の構成例を示す図であ
る。

【図６】ディジタル透かし技術の原理を説明する図であ
って、同図（ａ）は画像情報に別の情報を埋め込む処理
の流れ図、同図（ｂ）は透かし画像から埋め込み画像を
取り出す処理の流れ図である。

【符号の説明】

１ イメ−ジスキャナ ２ 埋め込み情報抽出部 ３ カメラ ４ 顔画像抽出部 ５ 顔画像照合部 ６ 磁気情報読み取り部 ７ 磁気情報検査部 ８ 乗車区間・期限検査部 ９ アラーム発生部 １０ 自動改札機 １１ 分解処理 １２ 直交変換処理 １３ 埋め込み処理 １４ 逆直交変換処理 １５ 再構成処理 １６ 分解処理 １７ 直交変換処理 １８ 取り出し処理

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０７Ｂ 15/00 Ｇ０６Ｆ 15/21 ３４０Ｂ (72)発明者 小川 宏 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 中村 高雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発行された定期券表面に形成された券面
   情報または模様に、所有者本人の顔写真画像データがデ
   ィジタル透かし技術により埋め込まれている定期券。
2. 【請求項２】 定期券不正使用防止システムにおいて、
   改札を通過する定期券使用者の顔を撮影する撮影手段
   と、請求項１記載の定期券の券面情報または模様から顔
   写真画像データを読み取る読み取り手段と、前記撮影手
   段で得られた顔画像データと前記読み取り手段で得られ
   た顔画像データとを照合する顔画像照合手段と、照合し
   た結果不一致の場合にアラームを発するアラーム発生手
   段とを有することを特徴とする定期券不正使用防止シス
   テム。
3. 【請求項３】 発行された定期券表面に形成された券面
   情報または模様に、所有者本人の顔写真画像データと乗
   車区間ならびに使用期限のデータがディジタル透かし技
   術により埋め込まれている定期券。
4. 【請求項４】 定期券不正使用防止システムにおいて、
   改札を通過する定期券使用者の顔を撮影する撮影手段
   と、請求項３記載の定期券の券面情報または模様から顔
   写真画像データと乗車区間ならびに使用期限のデータを
   読み取る読み取り手段と、前記撮影手段で得られた顔画
   像データと前記読み取り手段で得られた顔画像データと
   を照合する照合手段と、前記読み取り手段で得られた乗
   車区間ならびに使用期限のデータを検査する検査手段
   と、検査・照合した結果不一致の場合にアラームを発す
   るアラーム発生手段とを有することを特徴とする定期券
   不正使用防止システム。