JPH1166315A - カード認証システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】読取りデータから認証のための輪郭部分に対応
して特徴データを抽出する際に、データ処理量が低減で
き、かつ、高速に特徴抽出することができるカード認証
システムを提供することにある。 【解決手段】カードに貼付され、あるいは刻まれた個人
を識別するための写真、サイン文字、実印影などのその
個人を識別する可視情報を１画面ｎ×ｍ画素の映像情報
として読取り、この読取った１画面の各画素対応に、少
なくとも３×４画素配列の中央部の隣接２画素における
前の画素の映像信号のレベルとこの前の画素の周辺の画
素の映像信号のレベルと、そして後の画素の映像信号の
レベルとこの後の画素の周辺の画素の映像信号のレベル
とを、それぞれ２次微分値を求める関係式か、この関係
式を含む関係式において求める値ＬがＬ＜０かあるいは
Ｌ＞０を得る関係で比較する第１、第２の比較手段を設
けて、それぞれの比較結果が逆になったときに、ゼロク
ロス点の検出を行うようにしているので、簡単な演算処
理によりゼロクロス検出ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カード認証シス
テムに関し、詳しくは、個人を識別するための写真、サ
イン文字、実印影などのその個人を識別する可視情報を
表面に有するＩＣカードから映像情報（イメージデー
タ）として可視情報を読取り、この読取り映像情報から
認証のために輪郭部分に対応する特徴データを抽出する
際に、データ処理量が低減でき、かつ、高速に特徴デー
タの抽出ができるようなカード認証システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】カード認証の下に、クレジットカード等
を用いての商取引やキャッシュカードを用いての銀行預
金の引き出しなどが行われ、あるいはインターネットで
の電子商取引が行われ、それらのカードとしてＩＣカー
ドが使用されつつある。この種のカードにおいて問題と
なるのが偽造や不正使用である。このようなことを防止
するために、従来、個人の特徴データとして、ＩＣカー
ドのメモリに指紋や声紋を記録して照合するＩＣカード
認証システムが知られている。その１つとして、カード
使用者の指紋等をスキャナで走査して読取り、得られた
指紋イメージとＩＣカードから送出された指紋データと
照合する技術が、例えば、特開昭６１−１５３７９６号
や特開昭６１−２７６０８１号等に記述され、公知にな
っている。そして、このような処理をすることで、暗証
番号の照合よりも、より高いセキュリティでカード認証
を行っている。

【０００３】また、カードの表面にホログラムを用いた
映像を形成したり、特殊に印刷を施したカードなども提
案されている。例えば、特開平４−３３８５９３号に開
示されるものでは、身分証明書等において感熱転写方式
により画像が形成されるような凹凸を持つ透明な保護層
を画像形成面に設ける技術もある。また、特開平３−４
３８８３号には、カードから画像データを取得して画像
変換して照合することでカード認証をして、カード偽
造、不正使用に対するセキュリティの確保をしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近では、所有者の顔
写真や署名等をカード上に表示したカードとそのシステ
ムにより不正使用を防ぐ各種技術が提案され、これが従
来よりも偽造防止性に優れる可能性があるとして注目さ
れている。しかしながら、前記の従来の技術では、顔写
真や署名といった目視確認用領域に位置する画像に対応
する情報を用いて、カード照合を行うカード照合処理シ
ステムを構築するのが難しいという問題がある。その理
由としては、目視確認用領域に位置する画像情報に対し
て、何らかの変換を行い、照合コードを算出する場合、
適当な変換の設定が難しいからである。つまり、変換の
ための演算処理は、処理時間の観点からは簡易な演算が
望ましいが、簡易すぎては機密性の保持の点で問題とな
る。一方、画像情報をそのまま用いると、データ量が多
くなる上に、映像情報がいつも固定した一定の条件で採
取できるとは限らないので、基準データとの比較検出が
難しい。

【０００５】そこで、輪郭データを特徴データとして抽
出することが考えられる。その一般的なものとして映像
データの２次微分値のゼロクロス点に対応してそこを輪
郭データとして強調する輪郭強調処理がある。あるい
は、ゼロクロス点の検出そのものをデータとし、これを
特徴データとする。しかし、この種の処理は、演算のた
めに設けなければならない配列のデータ容量が大きく、
演算処理に時間がかかる欠点がある。特に、採取映像に
おけるエッジの位置（輪郭）は、画像データをフィルタ
処理した２次微分値が“０”になったときだけゼロクロ
ス点として検出すると次のような問題がある。

【０００６】例えば、画像のエッジ部分を検出するもの
として、ラプラシアン・フィルタの出力に応じてゼロク
ロス点の位置を輪郭として、これを特徴データとして用
いようとする場合には、ラプラシアン・フィルタ演算処
理において出力がオーバーフローしないように、原画像
データの各画素の量子化ビット数に応じて、各処理デー
タに対して大きな桁数の配列を用意しておく必要があ
る。そのために、演算用の配列容量が大きくなってしま
う。その分、演算処理の負荷も大きくなる。この発明の
目的は、このような従来技術の問題点を解決するもので
あって、読取り映像情報から認証のために輪郭部分に対
応する特徴データを抽出する際に、データ処理量が低減
でき、かつ、高速に特徴データの抽出ができるカード認
証システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のカード認証システムの特徴は、個人
を識別するための写真、サイン文字、実印影などのその
個人を識別する可視情報の領域を表面に有するカード
と、１画面をｎ×ｍ（ｎ、ｍは、それぞれ４以上の整
数）の画素に展開した１画面の各画素対応に映像信号を
有する映像情報として可視情報を読取る読取装置と、１
画面分の前記映像信号か、あるいは１画面の少なくとも
３×４画素配列の隣接画素の映像信号を読取装置からの
出力に応じて順次記憶することで結果として１画面分の
映像信号をデジタル値として記憶するメモリと、このメ
モリから読出された前記少なくとも３×４画素配列の中
央部の２画素における前の画素の映像信号レベルとこの
前の画素の周辺の画素の映像信号レベルとを２次微分値
を求める関係式か、この関係式を含む関係式において求
める値ＬがＬ＜０かあるいはＬ＞０を得る関係で比較す
る第１の比較手段と、メモリから読出された２画素の後
の画素の映像信号レベルとこの後の画素の周辺の画素の
映像信号レベルとを関係式において求める値ＬがＬ＜０
かあるいはＬ＞０を得る関係で比較する第２の比較手段
と、第１の比較手段と第２の比較手段の比較結果におい
て一方がＬ＜０で他方がＬ＞０のときにゼロクロス点と
判定するゼロクロス判定手段とを備えていて、ゼロクロ
ス点に対応して映像情報についての特徴データを生成
し、この特徴データに基づいてカードの認証を行うもの
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】このように、カードに貼付され、
あるいは刻まれた個人を識別するための写真、サイン文
字、実印影などのその個人を識別する可視情報を１画面
ｎ×ｍ画素の映像情報として読取り、この読取った１画
面の各画素対応に、少なくとも３×４画素配列の中央部
の隣接２画素における前の画素の映像信号のレベルとこ
の前の画素の周辺の画素の映像信号のレベルと、そして
後の画素の映像信号のレベルとこの後の画素の周辺の画
素の映像信号のレベルとを、それぞれ２次微分値を求め
る関係式か、この関係式を含む関係式において求める値
ＬがＬ＜０かあるいはＬ＞０を得る関係で比較する第
１、第２の比較手段を設けて、それぞれの比較結果が逆
になったときに、ゼロクロス点の検出を行うようにして
いるので、処理対象となる画素配列が３×４程度か、こ
れの近傍で済み、かつ、同時に２画素の関係においてゼ
ロクロス検出できるので、ゼロクロス検出が簡単な演算
処理により可能になる。しかも、このゼロクロス検出に
応じて特徴データを生成するようにしているので、読取
映像情報から認証のための特徴データを得る処理が簡単
となり、各処理データに対して大きな桁数を用意する必
要がなく、演算用の配列容量も少なくて済む。特徴デー
タ生成の演算処理も短時間にできる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明のカード認証システムを適
用したＩＣカード認証システムの一実施例を示すブロッ
ク図、図２は、ＩＣカードに貼付された映像の分割の仕
方の説明図、図３は、ゼロクロス検出で参照される画素
配列の説明図、図４は、ラプラシアンフィルタの処理関
数に基づく不等式を利用したゼロクロス検出の機能ブロ
ック図、図５は、輪郭強調処理の処理関数に基づく不等
式を利用したゼロクロス検出の機能ブロック図、図６
（ａ）は、ラプラシアンフィルタの微分マスクの説明
図、図６（ｂ）は、輪郭強調フィルタのマスクの説明
図、図７は、特徴データ抽出処理のフローチャートであ
る。図１において、１は、ＩＣカードであって、その表
面には写真８が貼付されている。写真８は、目視確認用
領域８ａに貼付された本人の顔写真であるが、これは、
カードを使用する個人を識別する可視情報であればよ
く、個人を識別するためのサイン文字、実印影などであ
ってもよい。なお、１ａは、磁気ストライブ、１ｂは、
内蔵されたＩＣ、１ｃは、使用者名等の文字である。Ｉ
Ｃカード１は、左側にブロックとして示すように、その
内部に、システムコントロールロジックとＣＰＵとから
なるプロセッサ２と、ＣＰＵが実行するシステムプログ
ラム等を記憶するＲＯＭ３、作業領域であるＲＡＭ４、
各種アプリケーションプログラムとそのデータ記憶領域
であるＥＥＰＲＯＭ５、そしてＩ／Ｏポート６とを有
し、これらがバス７で相互に接続されている。

【００１０】ＲＯＭ３には、システムプログラム３ａ
と、識別コード改竄チェックプログラム３ｂ、識別コー
ド統合処理プログラム３ｃ、受信処理プログラム３ｄ、
レスポンスプログラム３ｅ等が設けられている。また、
ＥＥＰＲＯＭ５には、写真照合のための比較基準となる
ブロック対応の識別コード群５ａと識別コード群５ａに
対応して生成された冗長コード５ｂ等からなるブロック
識別コード群５ｃが記憶されている。なお、これら識別
コード群５ａと冗長コード５ｂとは一体化されたコード
であってもよいが、ここでは説明の都合上、分離された
ものとして説明する。１０は、ＩＣカードリーダ・ライ
タであって、これは、ＩＣカード１に貼付された写真８
を映像情報として読取る読取装置である、デジタルカメ
ラ１１と、データ処理装置１２等から構成され、データ
処理装置１２には、ＭＰＵ１３とメモリ１４、そしてＩ
Ｃカード通信インタフェースとしてＩＣカードインタフ
ェース１５とが設けられ、これらが相互にバス１６にて
接続されている。

【００１１】デジタルカメラ１１は、データ処理装置１
２により制御され、写真８を１画面とし、これをｎ×ｍ
（ｎ、ｍは、それぞれ４以上の整数）の画素に展開した
１画面のビットマップイメージの映像データとして検出
し、それをデータ処理装置１２に送出する。このときの
１画面の各画素について映像信号は、例えば、８ビット
２５６階調のデジタル値の１つのレベルを採ることで写
真の上の明暗を表わす。データ処理装置１２は、デジタ
ルカメラ１０から画素展開された映像データ（前記の画
素対応の２５６階調の映像信号のデジタル値からなるデ
ータ）を受けて、このデータから各分割ブロック対応に
識別コードを生成して、生成した各ブロック対応の識別
コードからさらに１つの統合識別コードを生成してＩＣ
カード１から送出される比較基準となる統合識別コード
と照合して一致検出をする。なお、この場合、統合識別
コードを生成することなく、各ブロック対応の識別コー
ドをそのまま、それぞれに照合することでもよいが、以
下の実施例では、統合識別コードを算出して一致を採る
場合の例を挙げる。

【００１２】各分割ブロック対応の識別コードの生成
は、ブロック分割処理、ゼロクロス検出処理、カウント
処理の３段階からなる。これらの処理は、それぞれ、メ
モリ１４に記憶されたブロック分割処理プログラム１４
ａ、ゼロクロス検出処理プログラム１４ｂ、そしてカウ
ント処理プログラム１４ｃをＭＰＵ１３が実行すること
により実現される。これらの処理により生成された各ブ
ロック対応の複数の識別コードは、次に、統合識別コー
ド生成プログラム１４ｄにより演算され、統合識別コー
ドとして生成される。メモリ１４ｅには、さらに、この
統合識別コード生成プログラム１４ｄにより生成した統
合識別コードとＩＣカード１から送出された統合識別コ
ードとを照合する照合プログラム１４ｅとこの統合処理
の演算処理に必要なパラメータを記憶したパラメータ記
憶領域１４ｆとが設けられている。

【００１３】まず、ＭＰＵ１３は、デジタルカメラ１１
からの映像データをメモリ１４に一旦記憶し、ブロック
分割処理プログラム１４ａを実行して、映像データに対
して図２に示すように、図２（ａ）に示す写真８の領域
を、例えば、（ｂ）に示すように、均等な升目状に同じ
大きさで複数のブロックに分割する処理により、映像デ
ータから、まず最初のブロックの映像データを抽出し、
このブロックの映像データに対して、次に、ＭＰＵ１３
は、ゼロクロス検出処理プログラム１４ｂを実行してそ
のブロックの映像データの２次微分値のゼロクロス点を
検出してその映像データからそのブロックの特徴データ
を検出されたゼロクロス点対応に生成する。そして、Ｍ
ＰＵ１３は、カウント処理プログラム１４ｃを実行して
ゼロクロス点対応に生成された特徴データからゼロクロ
ス点の数をカウントし、あるいは特徴データのブロック
における画素位置のデータをカウント処理により生成し
て各ブロックごとの識別コードを生成する。

【００１４】そこで、ここで、生成される識別コードと
して、次の３種類のいずれかを採用する。その１つは、
ＭＰＵ１３がカウント処理プログラム１４ｃを実行して
ゼロクロス点の数をカウントし、そのカウント値をブロ
ック対応の識別コードとして生成するもの。他の１つ
は、ＭＰＵ１３がカウント処理プログラム１４ｃを実行
して画素をカウントすることでゼロクロス点でそのカウ
ント値を発生させてゼロクロス点の位置データとし、次
のゼロクロス点までカウントしてそれを次の位置データ
として、それらをそのブロックの識別コードとして生成
する。これは、例えば、そのブロックの画素を順次カウ
ントしていき、画素番号何番目にゼロクロス点が検出さ
れたかを示す数値を位置データとして順次得るものであ
る。ただし、この場合、ゼロクロス点が非常に多いと位
置データ量が大きくなりすぎる可能性があるため、あら
かめブロックごとのゼロクロス点の数の上限を設定した
データ構造が好ましい。残りの１つは、ゼロクロス点の
検出を“１”、未検出を“０”としてそれをシリアルな
ビットデータとすることで特徴データそのものを“１”
の発生位置によりゼロクロス点の位置を示す位置データ
として生成する。この場合には、カウント処理は必要で
はなく、特徴データそのものを位置データとして用いる
ことができる。もちろん、ゼロクロス点の数を表すカウ
ント値と前記の位置データとを合わせてそのブロックの
識別コードとして生成することもできる。このようにし
て生成した識別コードは、ブロック対応にメモリ１４に
記録される。これを分割されたブロックを順次更新しな
がら各ブロックごとに行い、各ブロック対応に識別コー
ドを生成してメモリ１４に記憶する。なお、このように
ブロックごとの識別コードをゼロクロス点の検出に対応
させて生成するようにすれば、生成する識別コードが映
像信号のレベルそのものによらないので、映像データを
採取する際の各画素の階調の変動を受けにくくなる。

【００１５】まず、ブロック分割処理から説明すると、
これは、目視確認用領域８ａを複数のブロックに分割す
るための分割方法を、ここでは複数個備えている。例え
ば、図２（ｂ）に示すような長方形のブロックで分割し
たり、図２（ｃ）で示すように、曲線を含む閉曲線でブ
ロックを分割したりするものである。実際のブロック分
割処理として簡易なブロック分割は、（ｂ）に示すよう
な長方形のブロック、または正方形のブロックによる分
割である。長方形、または正方形のブロックに分割する
ことで、分割された全てのブロックにおいて面積を等し
くすることができる。さらに全てのブロックにおいて、
各ブロックの形状を等しくすることも可能である。ここ
では、ＩＣカード１に対応して複数の分割の仕方の１つ
があらかじめ選択されているものとする。この選択は、
例えば、ＩＣカード１に対応して入力される暗唱コード
などのカード固有のコードなどによって決定すればよ
い。

【００１６】次に、ゼロクロス検出による特徴データ生
成処理について説明する。これには、その一例として、
図４に示すラプラシアンフィルタの処理関数に基づく不
等式により隣接２画素の大小比較によるゼロクロス検出
処理と、図５に示す輪郭強調フィルタの処理関数に基づ
く不等式により隣接２画素の大小比較によるゼロクロス
検出処理とのいずれかがある。図３は、ゼロクロス検出
のための原画像の画素配列を示す。これは、メモリ１４
に記憶されてｎ×ｍの画素に展開した１画面のビットマ
ップイメージの映像データのうちから順次抽出される、
周辺画素を含む３×４の画素配列部分がゼロクロス検出
の対象とされる。ここで、注目する隣接２画素を３×４
の画素配列の中央部の前の画素Ａと後の画素Ｂとする。
この場合、画素Ａはｓ（１，１）であり、画素Ｂはｓ
（２，１）になる。そして、この原画像の位置（ｘ，
ｙ）における画素対応の映像信号のレベルのデジタル値
（各信号の階調情報）をｓ（ｘ，ｙ）とする。なお、こ
の３×４の画素配列は、ゼロクロス検出のためにｎ×ｍ
の画素において、例えば、ｍの方向に１画素分ずつ順次
その位置が更新され、ｓ（０，０）がｍ−４画素位置に
なったときにｎの方向に１画素分ずつ順次位置が更新さ
れて３×４の画素配列が選択されていき、最後にｓ
（０，０）が（ｎ−３、ｍ−４）の画素の位置となるま
で３×４の画素配列の選択が行われる。

【００１７】ところで、従来のゼロクロッシング算出方
法は、ｓ（ｘ，ｙ）を用いて、ラプラシアン・フィルタ
等の各種フィルタ演算を行った結果をｓ（ｘ，ｙ）とは
異なる配列、例えば、Ｌ（ｘ，ｙ）に格納しておき、Ｌ
（ｘ，ｙ）の正負が変化する点をゼロクロッシングとみ
なしていた。一般に、Ｌ（ｘ，ｙ）の上限は、ｓ（ｘ，
ｙ）の上限に比較して大きくなる場合が多く、さらにＬ
（ｘ，ｙ）が負の値をとることもあることから、Ｌ
（ｘ，ｙ）をデータとして扱うためには、ｓ（ｘ，ｙ）
に必要な桁数よりも大きな桁数に設定することが必要と
なり、結果として演算に用いる配列の容量が大きくな
る。

【００１８】これに対して、この発明では、図４に示す
ように、Ｌ（ｘ，ｙ）を生成することなく、ラプラシア
ンフィルタの処理関数に基づく不等式により隣接２画素
の大小比較によるゼロクロス検出処理をする。これは、
図３に示す３×４画素配列の各画素の映像信号のレベル
を示すデータ（階調情報）をメモリ１４から読出し、ま
ず、画素Ａと画素Ａの周辺画素抽出手段２１において、
ｓ（１，０）、ｓ（０，１）、ｓ（２，１）、ｓ（１，
２）の各映像信号のレベルと、画素Ａ、すなわち、ｓ
（１，１）の映像信号のレベルとを抽出する。そして、
周辺画素レベル比較手段２２により、ｓ（１，０）、ｓ
（０，１）、ｓ（２，１）、ｓ（１，２）の映像信号の
レベルを加算手段２２ａにより加算してその加算値Ｐ1
を算出する。さらに、ｓ（１，１）の映像信号レベルを
×４手段２２ｂにより４倍にして４倍値Ｑ1を算出す
る。そして、数値Ｐ1と数値Ｑ1とを大小比較手段２２ｃ
により比較して、第１の比較結果値ＸとしてＰ1＜Ｑ1の
ときには、“１”を、Ｐ1≧Ｑ1のときに“０”を発生さ
せて、これをメモリ１４あるいはワークレジスタに記憶
する。

【００１９】同様に、画素Ｂと画素Ｂの周辺画素抽出手
段２３において、ｓ（２，０）、ｓ（１，１）、ｓ
（３，１）、ｓ（２，２）の各映像信号のレベルと、画
素Ｂ、すなわち、ｓ（２，１）の映像信号のレベルとを
抽出する。そして、周辺画素レベル比較手段２４によ
り、ｓ（２，０）、ｓ（１，１）、ｓ（３，１）、ｓ
（２，２）の各映像信号のレベルを加算手段２４ａによ
り加算してその加算値Ｐ2を算出する。さらに、ｓ
（１，１）の映像信号のレベルを×４手段２４ｂにより
４倍にして４倍値Ｑ2を算出する。そして、数値Ｐ2と数
値Ｑ2とを大小比較手段２４ｃにより比較して、第２の
比較結果値ＹとしてＰ2＜Ｑ2のときには、“１”を、Ｐ
2≧Ｑ2のときに“０”を発生させて、これをメモリ１４
あるいはワークレジスタに記憶する。次に、メモリ１４
あるいはワークレジスタに記憶された第１の比較結果値
Ｘと第２の比較結果値Ｙとを読出して、ＥＸＯＲ（排他
論理和処理）手段２５に入力して、その結果が“１”の
ときにゼロクロス点と判定して、“１”を出力する。な
お、このＥＸＯＲ手段２５は、ゼロクロス判定回路にな
る。

【００２０】ＥＸＯＲ手段２５がゼロクロス判定になる
理由は、この回路が第１の比較結果値Ｘと第２の比較結
果値Ｙとが相違するときに“１”を発生するからであ
る。第１の比較結果値Ｘと第２の比較結果値Ｙとが相違
するときは、画素Ａの比較結果がこれに隣接する画素Ｂ
の比較結果とが異なる値になったときである。これは、
周辺画素レベル比較手段２２と２４の大小判定が、図６
（ａ）に示すラプラシアン・フィルタにおける２次微分
マスク処理関数に基づく注目画素と周辺画素との映像信
号レベルについての不等式に対応していることによる。
図６（ａ）に示す微分マスクは、ラプラシアン・フィル
タとして原画像の２次微分を行うために用いるものであ
り、次のような演算に従ったものである。すなわち、原
画像の位置（ｘ，ｙ）における映像信号のレベル（階調
情報）をｓ（ｘ，ｙ）として全画素の映像信号のレベル
（階調情報）を入力した場合、位置（ｘ，ｙ）における
ラプラシアン・フィルタの出力Ｌ（ｘ，ｙ）は、次式
(1)を満足する。 Ｌ（ｘ，ｙ）＝ｓ（ｘ，ｙ−１）＋ｓ（ｘ−１，ｙ）＋ｓ（ｘ＋１，ｙ） ＋ｓ（ｘ，ｙ＋１）−４ｓ（ｘ，ｙ） …………(1)

【００２１】そこで、周辺画素レベル比較手段２２と２
４の比較は、Ｌ（ｘ，ｙ）の配列においてＬ（ｘ，ｙ）
が正負に変化する点を求めることに代えて、ゼロクロス
点として、３×４の画素配列の隣接２画素において、一
方がＬ（ｘ，ｙ）＞０となり、他方がＬ（ｘ，ｙ）＜０
となる関係を求めるものである。そのために、ここで
は、前記の式を、さらに周辺画素と注目画素との関係で
次のような不等式として大小比較する。 ４ｓ（ｘ，ｙ）＞ｓ（ｘ，ｙ−１）＋ｓ（ｘ−１，ｙ）
＋ｓ（ｘ＋１，ｙ）＋ｓ（ｘ，ｙ＋１） この式でが成立したときに大小比較手段２２ｃ、２４が
それぞれ“１”を発生し、そうでないときに“０”を発
生する。そして、大小比較手段２２ｃ、２４の結果が
“１”と“０”とで相違したときには、隣接２画素にお
いて一方がＬ（ｘ，ｙ）＞０となり、他方がＬ（ｘ，
ｙ）＜０となる関係が成立している。したがって、それ
は、ゼロクロス点となる。

【００２２】これにより、３×４の画素配列の範囲でゼ
ロクロス点を検出できる。すなわち、大小比較手段２２
ｃが“１”で大小比較手段２３ｃが“０”のときには、
画素Ａ側から画素Ｂ側に向かって正から負に２次微分値
が変化することであり、大小比較手段２２ｃが“０”で
大小比較手段２３ｃが“１”のときには、画素Ａ側から
画素Ｂ側に向かって負から正に２次微分値が変化するこ
とになる。また、このような極性の変化がないときに
は、大小比較手段２２ｃと大小比較手段２３ｃとがとも
に“１”（正）か、“０”（負）のときである。したが
って、このときには、ラプラシアン・フィルタの値の特
性（２次微分特性）は、ゼロクロスはしていない。そこ
で、ＥＸＯＲ手段２５は、映像データの２次微分特性が
ゼロクロス点のときに“１”が発生する。そこで、ｎ×
ｍの画素に展開した１画面のビットマップイメージの映
像データの映像データにおいて、３×４の配列を１画素
対応に順次シフトしていき、ｍ画素分の１ラインが終了
したときにｎを更新していくとこで、実質的に採取した
映像データ全体についてその２次微分値がゼロクロスす
る特徴データとして得ることができる。

【００２３】図６に示すマスクは、画素位置（ｘ，ｙ）
における強調処理用フィルタであって、これは、原画像
の映像信号のレベル（階調情報）から、図６（ａ）ラプ
ラシアン・フィルタの出力を差し引くものである。した
がって、位置（ｘ，ｙ）における強調処理用フィルタの
出力Ｅ（ｘ，ｙ）は、次式(2)を満足する。 Ｅ（ｘ，ｙ）＝ｓ（ｘ，ｙ）−Ｌ（ｘ，ｙ） ＝−ｓ（ｘ，ｙ−１）−ｓ（ｘ−１，ｙ）−ｓ（ｘ＋１，ｙ） −ｓ（ｘ，ｙ＋１）＋５ｓ（ｘ，ｙ） …………(2) これに対して成立する不等式は、次の通りである。 ５ｓ（ｘ，ｙ）＞ｓ（ｘ，ｙ−１）＋ｓ（ｘ−１，ｙ）
＋ｓ（ｘ＋１，ｙ）＋ｓ（ｘ，ｙ＋１） この式に従った処理は、図５に示すような機能ブロック
として表すことができる。これと、図４との相違は、×
４手段２２ｂ、２４ｂがそれぞれ×５手段２２ｄ、２４
ｄに変わっていることである。その結果、ゼロクロス点
がｓ（ｘ，ｙ）分だけ前後にシフトする。このようにし
てＥＸＯＲ手段２５により検出されたゼロクロス点によ
る特徴データにより得られた各ブロックの識別コード
は、メモリ１４に所定の順序であるいは各ブロックに対
応するような形で記憶される。

【００２４】図７は、その特徴データ生成処理のフロー
チャートである。まず、ｋ＝１に設定して（ステップ１
０１）、ｋ＝１に対応する最初の３×４画素配列の画素
の映像信号のレベルを抽出し（ステップ１０２）、前の
画素Ａにおいて、その前後と左右の周囲４画素の映像信
号のレベルを加算して加算値Ｐ1を算出してメモリに記
憶する（ステップ１０３）。さらに、画素Ａの４倍の値
を算出して値Ｑ1としてメモリに記憶する（ステップ１
０４）。次に、後の画素Ｂにおいて、その前後と左右の
周囲４画素の映像信号のレベルを加算して加算値Ｐ2を
算出してメモリに記憶する（ステップ１０５）。そし
て、画素Ｂの４倍の値を値Ｑ2として算出してメモリに
記憶する（ステップ１０６）。

【００２５】Ｐ1＜Ｑ1の判定をして（ステップ１０
７）、ＹＥＳであれば、結果フラグＸにＸ＝１をセット
し（ステップ１０８）、ＮＯであればフラグＸにＸ＝０
をセットする（ステップ１０８ａ）。次に、Ｐ2＜Ｑ2の
判定をして（ステップ１０９）、ＹＥＳであれば、結果
フラグＹにＹ＝１をセットし（ステップ１１０）、ＮＯ
であればフラグＹにＹ＝０をセットする（ステップ１１
０ａ）。そして、Ｘ＝Ｙか否かの判定をして（ステップ
１１１）、ＮＯであれば、ゼロクロス点の検出ビット
“１”を特徴データを記憶するメモリ１４の領域の前に
記憶した特徴データのビットの次に１ビット加えて記憶
する（ステップ１１２）。ＹＥＳであれば、ゼロクロス
点が検出されないものとしてビット“０”を記憶されて
いる特徴データに次のビットとして加えて記憶すする
（ステップ１１２ａ）。なお、ステップ１１１のＸ＝Ｙ
か否かの判定は、フラグが“１”と“０”の選択になっ
ているので、ＸとＹの排他論理和（ＥＸＯＲ）を採って
いることになる。

【００２６】次に、次の画素データ終了か否かの判定を
ｋ＞Ｍか否かにより判定する（ステップ１１３）。そし
て、終了していないときには、ｋ＝ｋ＋１に更新して
（ステップ１１４）、ステップ１０２へと戻り、次の３
×４の画素配列の画素の映像信号のレベルを抽出する。
なお、ここでのｋの値は、最初の３×４の画素配列位置
を数値１とし、最後の３×４の画素配列位置を数値Ｍと
するものであって、１画素ずつ更新して選択する３×４
の画素配列の選択の順番を示すものである。また、前記
の場合には、ステップ１０７からステップ１１１までの
判定で理解できるように、ここでの比較判定は、一方が
Ｌ＞０のときに他方がＬ≦０、あるいは、一方がＬ＜０
のときに他方がＬ≧０の判定になっている。したがっ
て、図４，図５の大小比較手段２２ｃと大小比較手段２
３ｃといずれかの判定においては、Ｌ≦０あるいはＬ≧
０であっていてもよい。

【００２７】さて、このようにしてゼロクロス点の検出
に対応した特徴データがメモリ１４に得られると、先に
説明したように、ＭＰＵ１３がカウント処理プログラム
１４ｃを実行してブロック対応に識別コードを生成して
いく。ブロック対応の識別コードが生成されると、次
に、統合識別コード生成プログラム１４ｄがコールされ
て、ＭＰＵ１３に実行されて統合処理によりこらら識別
コードが１つの統合識別コードにされる。ＭＰＵ１３
は、統合識別コード生成プログラム１４ｄを実行して、
パラメータ記憶領域１４ｆを参照して、例えば、次のよ
うな処理をする。

【００２８】（ａ）ゼロクロス点の画素数をブロックを
識別コードとする場合 前記カウント処理により得られた各ブロックのゼロクロ
ス点の画素数を連結、あるいは加算、加減算処理等をす
ることで統合した１つの識別コードを生成する。 （ｂ）ゼロクロス点の画素数からブロック番号の識別コ
ードとする場合 前記カウント処理により得られた各ブロックのゼロクロ
ス点の画素数に対して所定の基準数値と比較してこれと
等しい画素数のブロック番号を抽出する。次に、抽出さ
れたブロック番号を連結、あるいは加算、加減算処理等
をすることで統合した１つの識別コードを生成する。も
ちろん、この場合のブロック番号の抽出は、各ブロック
のゼロクロス点の画素数に対して所定の基準数値と比較
してこれより大きい、あるいは小さい画素数のブロック
番号であってもよい。このように各識別コードとしてゼ
ロクロス点の画素数そのものではなく、その画素数から
ブロック番号を抽出する利点は、映像データを採取する
際の各画素の階調の変動を受けにくいからである。

【００２９】（ｃ）特徴データをブロックの識別コード
とする場合 特徴データを各ブロックの識別コードとして得るもので
は、特徴データの識別コードをそれぞれ連結、あるいは
加算、加減算処理等をすることで統合した１つの識別コ
ードを生成することができる。この場合には先に説明し
たようにカウント処理が不要になる。 （ｄ）特徴データとゼロクロス点の画素数とをブロック
の識別コードとする場合 この場合には指定した画素数か、ある範囲にある画素数
を持つブロックの特徴データを選択して前記（ｃ）の演
算により統合識別コードを生成する。あるいは、これに
それぞれのブロックでカウントされた画素数を加える。
なお、統合識別コードの生成は、統合識別コード生成プ
ログラム１４ｄによりパラメータ１４ｆが参照されて各
ブロックの識別コードに対して演算がなされたされる
が、このときの演算は、例えば、各ブロックの識別コー
ドを変数とし、パラメータ領域１４ｆに記憶された数式
あるいは各ブロック対応に設けられた係数等を用いて加
算処理することなどをすればよい。

【００３０】ＭＰＵ１３は、このようにして写真８の映
像データから生成された統合識別コードをメモリ１４に
一旦記憶して、ＩＣカード１に対して識別コードの送信
電文を送出してＩＣカード１からの、比較基準となる統
合識別コードの転送を待つ。そして、ＩＣカード１から
レスポンス電文を受けて、データ処理装置１２は、照合
する照合プログラム１４ｅをコールしてＭＰＵ１３がこ
のプログラムを実行することで、統合識別コード生成プ
ログラム１４ｄにより生成した統合識別コードとＩＣカ
ード１から送出された統合識別コードとを照合する。そ
して、この照合結果に応じて一致、不一致等の信号を発
生するとともに、必要に応じてメッセージ等をディスプ
レイに出力する。

【００３１】次にＩＣカード１について説明すると、Ｉ
Ｃカード１において、そのＥＥＰＲＯＭ５に記憶された
識別コード群５ａは、写真８をデジタルカメラ１１によ
り採取した映像情報に対して前記のブロック分割処理、
ゼロクロス検出処理、カウント処理の３段階の処理を行
い、各ブロック対応に前記した処理により識別コードを
抽出し、それを順番に比較基準識別コードとして配列し
たものである。また、冗長コード５ｂは、各識別コード
について誤り検出を行うために付加されたものであっ
て、各ブロックの識別コードに対応して設けられている
ものであるが、これは、識別コード群５ａの全体に対し
て設けられていてもよい。この冗長コード５ｂは、識別
コード群５ａの改竄をチェックするためのものである。
この冗長性付加処理について説明すると、冗長性付加処
理においては、元々のデータに改竄が加わらないよう
に、元々のデータを変換して所定の処理により冗長なデ
ータを生成して識別コードの一部として加える。これに
より、万一、元々のデータに改竄が加わった場合に検出
することができる。

【００３２】ところで、識別コード群５ａに対する冗長
性の設定に関しては、ガロア体を用いて定義可能の関数
を用いて算出した冗長データを加えることが好ましい。
ガロア体を用いて定義可能の関数としては、ＣＲＣ多項
式関数や、ＢＣＨ符号やリード・ソロモン符号に対応し
た関数が挙げられる。また、複数の識別コードへの冗長
性の設定において、ガロア体を用いて定義される関数を
用いて算出した冗長性を加えてもよい。複数の識別コー
ドへの冗長性の割合としては、冗長性を持たせない識別
コードに対して、１／１０以上、２倍以下の割合として
設定することが特に好ましい。

【００３３】この改竄をチェックするのが、識別コード
改竄チェックプログラム３ｂである。ＩＣカード１は、
データ処理装置１２からＩＣカードインタフェース１５
を介して識別コード送出の電文を受けると、プロセッサ
２が、まず、識別コード改竄チェックプログラム３ｂを
実行して識別コード群５ａと冗長コード５ｂとにより誤
り検出によって改竄があるか否かのチェックをする。こ
こで、誤りが発見された場合には、改竄ありということ
で、その旨のレスポンス電文をデータ処理装置１２に返
す。改竄がないと判定されたときには、プロセッサ２
は、識別コード統合処理プログラム３ｃを実行してデー
タ処理装置１２の統合識別コード生成プログラム１４ｄ
と同様な処理をして識別コード群５ａから統合識別コー
ドを生成してデータ処理装置１２にレスポンス電文とし
て返す。

【００３４】識別コード群５ａの登録は、データ処理装
置１２により生成された各ブロックの識別コードの転送
をＩＣカード１が受けてプロセッサ２が特別なプログラ
ムを実行することにより登録されてもよいし、別途、Ｉ
Ｃカード発行時にデジタルカメラで同じ写真を読取って
映像データを生成して各ブロック対応に識別コードを生
成してＥＥＰＲＯＭ５に登録することでもよい。冗長コ
ード５ｂについても同様にデータ処理装置１２で生成し
てＩＣカード１に転送し、登録してもよいし、各ブロッ
クの識別コードから別途算出して登録してもよい。

【００３５】次に、カードを使用した証拠の出力に関し
て説明する。この発明においては、正当な所有者のカー
ドであることを示す情報を、カード所有者とシステム管
理者の双方に証拠として出力する機能を付加する。正当
な所有者のカードであることを示す情報として、統合識
別コード生成プログラム１４ｄの実行によりＭＰＵ１３
が算出した統合識別コードを、図１には図示しない部分
にて、カードの記録媒体に記録されている情報と共に演
算処理することでさらに暗号化（符号化）した後、カー
ド所有者とシステム管理者の双方に証拠として出力す
る。この場合の証拠の出力は、紙への出力を行い、加え
て、カードの記録媒体の記録可能な記憶領域に証拠情報
を記録する。通常、カード１には、磁気ストライプ１ａ
とＩＣ１ｂが搭載されている構成であるので、磁気スト
ライプ１ａとＩＣ１ｂとに、証拠情報を記録することが
できる。記録媒体としては、磁気記録媒体、ＩＣ、光記
録媒体の中の少なくとも１つが、搭載されていればよ
く、この実施例とは異なる組合せを用いることも可能で
ある。

【００３６】なお、上述の実施例においては、セキュリ
ティ性を多少犠牲にしても高速な処理を優先するため
に、データ処理装置１２の中で写真８の映像データから
得られる統合識別コードとＩＣカード１から得られる比
較基準となる統合識別コードとを照合する構成としてい
る。しかしながら、さらに高いセキュリティ性を得たい
場合がある。このような場合は、ＩＣカード１の中に映
像データから得られる統合識別コードと内部で生成した
統合識別コードとの一致検出する手段（照合プログラ
ム）を設けてデータ処理装置１２から送出された統合識
別コードとの一致を検出するようにするとよい。さら
に、この一致の検出は、統合識別コードによることな
く、各ブロックごとの識別コードをブロック対応に一致
検出するようにしてもよい。このような場合には、デー
タ処理装置１２から送出される識別コードは、各ブロッ
クに対応してそれぞれの識別コードがＩＣカード１に送
出されることになる。

【００３７】以上説明してきたが、実施例では、目視確
認用領域８ａを複数のブロックに分割して各ブロック対
応に特徴データを生成しているが、この発明は、ゼロク
ロス点の検出に対応して特徴データを得るものであるの
で、必ずしも目視確認用領域８ａをブロック分割する必
要はない。単に、１画面分の映像データから特徴データ
をゼロクロス点に対応して検出するようにしてもよい。
また、実施例では、ゼロクロス点の検出に対応して
“１”のビットデータとして特徴データを生成している
が、これは、特定の数値を発生させるものであってもよ
い。さらに、実施例では、ｎ×ｍの１画面分のデータを
メモリに記憶して特徴データを抽出しているが、これ
は、読取り映像情報の少なくとも３×４画素配列の隣接
画素を含むデータを読取装置からの出力に応じて順次取
り出す分のデータを記憶するメモリがあればよく、これ
により順次ゼロクロス点の検出が可能である。したがっ
て、３×４の配列を記憶するメモリは、必ずしも１画面
分を必要としない。また、実施例では、ゼロクロス点を
検出するための参照領域として３×４画素配列を設定し
ているが、これは、一番小さい領域であって、これより
さらに大きな領域を設定してもよい。例えば、それは、
３×５画素配列、４×５画素配列などであってもよい。
このように大きな領域を採用する場合には、増加した画
素配列分だけ隣接画素について同様の処理を繰り返して
行うことになる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明したように、この発明にあっ
ては、カードに貼付され、あるいは刻まれた個人を識別
するための写真、サイン文字、実印影などのその個人を
識別する可視情報を１画面ｎ×ｍ画素の映像情報として
読取り、この読取った１画面の各画素対応に、少なくと
も３×４画素配列の中央部の隣接２画素における前の画
素の映像信号のレベルとこの前の画素の周辺の画素の映
像信号のレベルと、そして後の画素の映像信号のレベル
とこの後の画素の周辺の画素の映像信号のレベルとを、
それぞれ２次微分値を求める関係式か、この関係式を含
む関係式において求める値ＬがＬ＜０かあるいはＬ＞０
を得る関係で比較する第１、第２の比較手段を設けて、
それぞれの比較結果が逆になったときに、ゼロクロス点
の検出を行うようにしているので、処理対象となる画素
配列が３×４程度か、これの近傍で済み、かつ、同時に
２画素の関係においてゼロクロス検出できるので、ゼロ
クロス検出が簡単な演算処理により可能になる。しか
も、このゼロクロス検出に応じて特徴データを生成する
ようにしているので、読取映像情報から認証のための特
徴データを得る処理が簡単となり、各処理データに対し
て大きな桁数を用意する必要がなく、演算用の配列容量
も少なくて済む。特徴データ生成の演算処理も短時間に
できる。その結果、簡易な演算処理により、機密性の高
い認証ができ、カードの偽造等の不正使用を防止すると
ともに認証におけるセキュリティの向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のカード認証システムを適用
したＩＣカード認証システムの一実施例を示すブロック
図である。

【図２】図２は、ＩＣカードに貼付された映像の分割の
仕方の説明図であって、（ａ）は、その原画像の説明
図、（ｂ）は、長方形に均等分割した場合の説明図、
（ｃ）は、その他の均等分割の説明図である。

【図３】図３は、ゼロクロス検出で参照される３×４画
素配列の説明図である。

【図４】図４は、ラプラシアンフィルタの処理関数に基
づく不等式を利用したゼロクロス検出の機能ブロック図
である。

【図５】図５は、輪郭強調処理の処理関数に基づく不等
式を利用したゼロクロス検出の機能ブロック図である。

【図６】図６（ａ）は、ラプラシアンフィルタの微分マ
スクの説明図、図６（ｂ）は、輪郭強調フィルタ処理の
マスクの説明図である。

【図７】図７は、特徴データ抽出処理のフローチャート
である。

【符号の説明】

１…ＩＣカード、２…プロセッサ、３…ＲＯＭ、４…Ｒ
ＡＭ、３ａ…システムプログラム、３ｂ…識別コード改
竄チェックプログラム、３ｃ…識別コード統合処理プロ
グラム、３ｅ…受信処理プログラム、３ｄ…レスポンス
プログラム、５ａ…識別コード群、５ｂ…冗長コード、
５ｂ…データ変換パラメータ５６，１３…Ｉ／Ｏポー
ト、７…バス、１０…ＩＣカードリーダ・ライタ、１１
…デジタルカメラ、１２…データ処理装置、１３…ＭＰ
Ｕ、１４…メモリ、１４ａ…ブロック分割処理プログラ
ム、１４ｂ…ゼロクロス検出処理プログラム、１４ｃ…
カウント処理プログラム、１４ｄ…統合識別コード生成
プログラム、１４ｅ…照合プログラム、１４ｆ…パラメ
ータ、１５…ＩＣカードインタフェース。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】個人を識別するための写真、サイン文字、
   実印影などのその個人を識別する可視情報の領域を表面
   に有するカードと、１画面をｎ×ｍ（ｎ、ｍは、それぞ
   れ４以上の整数）の画素に展開した１画面の各画素対応
   に映像信号を有する映像情報として前記可視情報を読取
   る読取装置と、前記１画面分の前記映像信号か、あるい
   は前記１画面の少なくとも３×４画素配列の隣接画素の
   前記映像信号を前記読取装置からの出力に応じて順次記
   憶することで結果として前記１画面分の前記映像信号を
   デジタル値として記憶するメモリと、このメモリから読
   出された前記少なくとも３×４画素配列の中央部の２画
   素における前の画素の前記映像信号レベルとこの前の画
   素の周辺の画素の前記映像信号レベルとを２次微分値を
   求める関係式か、この関係式を含む関係式において求め
   る値ＬがＬ＜０かあるいはＬ＞０を得る関係で比較する
   第１の比較手段と、前記メモリから読出された前記２画
   素の後の画素の前記映像信号レベルとこの後の画素の周
   辺の画素の前記映像信号レベルとを前記関係式において
   求める値ＬがＬ＜０かあるいはＬ＞０を得る関係で比較
   する第２の比較手段と、前記第１の比較手段と前記第２
   の比較手段の比較結果において一方がＬ＜０で他方がＬ
   ＞０のときにゼロクロス点と判定するゼロクロス判定手
   段とを備え、前記ゼロクロス点に対応して前記映像情報
   についての特徴データを生成し、この特徴データに基づ
   いて前記カードの認証を行うカード認証システム。
2. 【請求項２】前記カードはＩＣカードであり、前記求め
   る値Ｌを得る関係式はラプラシアンフィルタ処理の２次
   微分マスクであり、前記ゼロクロス判定手段は、前記ゼ
   ロクロス点の判定に応じて特定の値を発生するものであ
   り、前記特徴データは、前記映像情報に応じて発生する
   前記特定の値の集合として生成される請求項１記載のカ
   ード認証システム。
3. 【請求項３】前記映像情報に基づいて前記可視情報の領
   域を複数のブロックに分割した場合の各ブロックの映像
   情報を生成する手段を備え、前記特徴データが前記ブロ
   ックに対応して生成される請求項２記載のカード認証シ
   ステム。
4. 【請求項４】前記特定値は１である請求項３記載のカー
   ド認証システム。
5. 【請求項５】前記特徴データは、各前記ブロックに対応
   して前記特定値をカウントしてその集合として得る請求
   項４記載のカード認証システム。
6. 【請求項６】前記カードはＩＣカードであり、前記映像
   情報に基づいて前記可視情報の領域を複数のブロックに
   分割した場合の各ブロックの映像情報を生成する手段を
   備え、前記ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて各前
   記ブロックにおいて前記ゼロクロス点がある位置を特徴
   データとして生成する請求項１記載のカード認証システ
   ム。
7. 【請求項７】前記第１の比較手段と前記第２の比較手段
   とは、いずれか一方が前記求める値ＬがＬ＜０かあるい
   はＬ＞０を得る関係であり、いずれか他方が前記求める
   値ＬがＬ≦０かあるいはＬ≧０を得る関係であり、前記
   ゼロクロス判定手段は、一方がＬ≦０で他方がＬ＞０の
   ときにあるいは一方がＬ＜０で他方がＬ≧０のときにゼ
   ロクロス点と判定する請求項１記載のカード認証システ
   ム。