WO2020053984A1 - 生体認証装置、偽造判別プログラム及び偽造判別方法 - Google Patents

生体認証装置、偽造判別プログラム及び偽造判別方法 Download PDF

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moiré
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登樹 安部
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富士通株式会社
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    • G06V40/40—Spoof detection, e.g. liveness detection
    • G06V40/45—Detection of the body part being alive

Definitions

  • the present invention relates to a biometric authentication device, a forgery discrimination program, and a forgery discrimination method.
  • a biometric authentication technology for example, a face authentication technology or the like
  • a biometric authentication technology for example, a face authentication technology or the like
  • a biometric authentication process since it is easy to generate a forged living body (for example, a photograph of the living body), whether the biological information included in the image data obtained by the imaging is based on the imaging of the living body, It is required to accurately determine whether or not the photographing is performed.
  • the imaging range further includes spectacle lenses and accessories with high reflectivity, and secretions such as sweat adhere to the surface of the living body.
  • moire occurs in the image data even when the living body is photographed.
  • the biological information included in the image data is erroneously determined to be due to imaging of a forged living body.
  • One aspect is to improve the accuracy of discriminating a counterfeit living body.
  • the biometric authentication device includes: A detection unit that detects an area where moiré occurs from captured image data and an area related to biological information, A determining unit configured to determine, based on a positional relationship between the moiré generation area and the area related to the biological information, whether or not the biological information included in the image data is obtained by imaging a fake biological body;
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a biometric authentication device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the information processing apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the forgery determination unit.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the image data acquisition unit.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the moiré region detection unit.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the living body region detection unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the living body region detection unit.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the determination unit.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of the forgery determination process performed by the forgery determination unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a biometric authentication device.
  • the biometric authentication device 100 includes an imaging device 110 and an information processing device 120.
  • the imaging device 110 and the information processing device 120 are communicably connected.
  • the imaging device 110 transmits image data obtained by photographing the subject to the information processing device 120.
  • the imaging device 110 may include, for example, a camera that detects reflected light from a subject as RGB signals, an infrared camera that detects infrared rays emitted by the subject, a near-infrared camera, and the like.
  • the subject captured by the imaging device 110 includes a person 130 who is a living body.
  • the image data obtained by imaging the subject with the imaging device 110 includes the face of the person 130 as biometric information.
  • the imaging device 110 photographs the person 130, it is assumed that the person 130 is irradiated with light at least in the direction indicated by the dotted arrow 150.
  • the direction of the light emitted to the person 130 when the image is captured by the imaging device 110 is not limited to one direction, and may be a plurality of directions.
  • the thing worn by the person 130 and the state in which the person 130 is sweating are omitted, but the person 130 is, for example, a lens having a high reflectance.
  • You may be wearing glasses, accessories, or the like, or may be in a state of sweating. In such a state at the time of photographing, moire occurs in image data obtained by photographing the person 130 by the imaging device 110.
  • the person 130 which is a living body, includes a living body part having a three-dimensional structure such as eyes, a nose, and a mouth, and the light reflecting characteristics are different for each living body part. Therefore, in the case of image data obtained by imaging the person 130 by the imaging device 110, moiré occurs separately for each living body part of the person 130, and moire does not occur across a plurality of living body parts.
  • the subject photographed by the imaging device 110 includes a forged living body such as a photograph 140 in which the face of a person 130 as a living body is captured. Then, even if the subject photographed by the imaging device 110 is the photographic body 140, the image data obtained by photographing the subject with the imaging device 110 includes the face of the person 130 as biological information.
  • the photographic body 140 is generated by photographing a person 130 with an imaging device (not shown) in a state where light is irradiated in a direction indicated by a dotted arrow 160.
  • the photographic body 140 is a two-dimensional plane, the entire photographic body 140 has uniform light reflection characteristics. For this reason, the generated moiré becomes wider, and straddles the person 130 shown in the photograph 140 and the background, or straddles a plurality of living body parts (eyes, nose, mouth, etc.) of the person 130 shown in the photograph 140. Become. In the biometric authentication device 100 according to the first embodiment, forgery discrimination is performed using such a difference in how moiré occurs.
  • a moire having the same characteristics is generated even on a display screen of a mobile terminal (smartphone, tablet, or the like) that displays photograph data in which the face of the person 130 is displayed, and thus can be a forged living body.
  • the information processing apparatus 120 has a forgery determination program and an authentication program installed therein, and the information processing apparatus 120 functions as the forgery determination unit 121 and the authentication unit 122 by executing the programs.
  • the forgery discriminating unit 121 discriminates whether the biometric information included in the image data transmitted from the imaging device 110 is based on imaging of a forged living body or a living body, and notifies the authentication unit 122 of the discrimination result. Specifically, first, the forgery determination unit 121 detects an area where moiré has occurred in the image data (“moiré occurrence area”) and an “area related to biological information”. Then, the forgery determination unit 121 determines whether the biometric information is obtained by imaging the forged living body or the living body by determining the positional relationship between the moiré occurrence area and the area related to the living body information. It is assumed that the area relating to the biological information includes an area including the biological information (“biological area”) and an area including the biological part included in the biological information (“biological part area”).
  • the forgery discrimination unit 121 determines, for example, whether or not the moiré occurrence region straddles the contour of the biological region as the positional relationship between the moiré occurrence region and the region related to the biological information. Alternatively, the forgery determination unit 121 determines whether or not the moiré occurrence region extends over a plurality of body part regions.
  • the moiré straddles the contour of the living body region (when straddles the face of the person 130 and the background), it is possible to determine that the face of the person 130 is obtained by imaging the counterfeit living body. .
  • the moiré straddles a plurality of living body region areas (when straddling the eyes, nose, mouth, etc. of the face of the person 130), it can be determined that the face of the person 130 is due to imaging of a counterfeit living body. Because.
  • the authentication unit 122 When the authentication unit 122 is notified by the forgery determination unit 121 that the determination result indicates that the biological information included in the image data is not due to imaging of a forged biological body (is due to imaging of a biological body), the authentication unit 122 includes the biological information in the image data. An authentication process is performed on the biometric information.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the information processing apparatus.
  • the information processing apparatus 120 includes a CPU (Central Processing Unit) 201, a ROM (Read Only Memory) 202, and a RAM (Random Access Memory) 203.
  • the CPU 201, the ROM 202, and the RAM 203 form a so-called computer.
  • the information processing apparatus 120 includes an auxiliary storage device 204, a display device 205, an operation device 206, an I / F (Interface) device 207, and a drive device 208.
  • the hardware of the information processing device 120 is mutually connected via a bus 209.
  • the CPU 201 is a device that executes various programs (for example, a forgery discrimination program, an authentication program, and the like) installed in the auxiliary storage device 204.
  • the ROM 202 is a nonvolatile memory.
  • the ROM 202 functions as a main storage device that stores various programs, data, and the like necessary for the CPU 201 to execute various programs installed in the auxiliary storage device 204.
  • the ROM 202 functions as a main storage device that stores a boot program such as a BIOS (Basic Input / Output System) and an EFI (Extensible Firmware Interface).
  • BIOS Basic Input / Output System
  • EFI Extensible Firmware Interface
  • the RAM 203 is a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and an SRAM (Static Random Access Memory).
  • the RAM 203 functions as a main storage device that provides a work area that is developed when the CPU 201 executes various programs installed in the auxiliary storage device 204.
  • the auxiliary storage device 204 is an auxiliary storage device that stores various programs and information generated by executing the various programs.
  • the display device 205 is a display device that displays the internal state of the information processing device 120 and the like.
  • the operation device 206 is an input device for an administrator of the information processing device 120 to input various instructions to the information processing device 120.
  • the I / F device 207 is a communication device that connects the imaging device 110 and the information processing device 120 and allows the information processing device 120 to communicate with the imaging device 110.
  • the drive device 208 is a device for setting the recording medium 210.
  • the recording medium 210 here includes a medium such as a CD-ROM, a flexible disk, and a magneto-optical disk that optically, electrically, or magnetically records information.
  • the recording medium 210 may include a semiconductor memory such as a ROM or a flash memory for electrically recording information.
  • the various programs to be installed in the auxiliary storage device 204 are installed, for example, by setting the distributed recording medium 210 to the drive device 208 and reading out the various programs recorded on the recording medium 210 by the drive device 208. Is done.
  • various programs installed in the auxiliary storage device 204 may be installed by being downloaded from a network.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the forgery determination unit.
  • the forgery determination unit 121 includes an image data acquisition unit 301, a moiré region detection unit 302 that is an example of a detection unit, a living body region detection unit 303, a living body region detection unit 304, and a determination unit 305. Having.
  • the image data acquisition unit 301 acquires the image data transmitted from the imaging device 110, and notifies the moire region detection unit 302 and the biological region detection unit 303 of the acquired image data.
  • the moiré area detection unit 302 detects a moiré occurrence area in the image data notified from the image data acquisition unit 301. In addition, the moiré area detection unit 302 notifies the determination unit 305 of mask data that specifies a moiré occurrence area.
  • the living body area detecting unit 303 detects an area including the living body information (here, the face of the person 130) as the living body area in the image data notified from the image data acquiring unit 301. In addition, the living body region detecting unit 303 notifies the image data in the living body region to the living body region region detecting unit 304 and also notifies the determining unit 305 of mask data for specifying the living body region.
  • the living body information here, the face of the person 130
  • the living body region detecting unit 303 notifies the image data in the living body region to the living body region region detecting unit 304 and also notifies the determining unit 305 of mask data for specifying the living body region.
  • the body part region detection unit 304 detects a region including a body part (for example, an eye, a nose, a mouth, and the like of the person 130) as a body part region from the image data in the body region notified by the body part detection unit 303. I do. Further, the living body part region detection unit 304 notifies the determination unit 305 of the position coordinates in the image data for specifying the living body part region.
  • a body part for example, an eye, a nose, a mouth, and the like of the person 130
  • the discriminating unit 305 compares the mask data specifying the moiré occurrence area notified by the moiré area detection unit 302 with the mask data specifying the biological area notified by the biological area detection unit 303. Accordingly, the determination unit 305 determines whether the moiré occurrence region straddles the contour portion of the living body region (here, the contour portion of the face of the person 130).
  • the discriminating unit 305 includes the mask data specifying the moiré occurrence area notified by the moiré area detection unit 302 and the position coordinates in the image data specifying the biological part area notified by the biological part area detection unit 304. And contrast. Accordingly, the determination unit 305 determines whether or not the moiré occurrence region extends over a plurality of living body regions (here, a region including a plurality of living body parts (eyes, nose, mouth, and the like) in the face of the person 130). judge.
  • the determination unit 305 determines that the biometric information included in the image data is obtained by imaging the counterfeit living body. If the determination unit 305 determines that the moiré occurrence region extends over a plurality of living body region regions, the determination unit 305 determines that the biometric information included in the image data is obtained by imaging a counterfeit living body.
  • the determination unit 305 determines that the moiré occurrence region does not straddle the contour portion of the living body region, and determines that it does not straddle a plurality of living body region regions, the biometric information included in the image data is It is determined that the photograph was taken.
  • the determination unit 305 notifies the authentication unit 122 of a determination result of determining whether the biometric information included in the image data is based on imaging of a forged living body or imaging of a living body.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the image data acquisition unit.
  • the size of the image data 400 acquired by the image data acquisition unit 301 is a width w and a height h.
  • the pixel value of each pixel of the image data 400 is, for example, I (i, j).
  • the image data 400 includes an area 410 in which the face of the person 130 is drawn as biometric information.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the moiré region detection unit.
  • image data 500 indicates a state in which the moiré region detection unit 302 has detected the moiré generation region 501 in the image data 400 notified from the image data acquisition unit 301.
  • the moiré area detection unit 302 detects the moiré occurrence area 501 in the image data 400, it generates mask data 510 and notifies the discrimination unit 305.
  • the size of the mask data 510 is equal to the image data 400 and has a width w and a height h.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the living body region detection unit.
  • image data 600 indicates a state in which the living body region detection unit 303 detects the face of the person 130 as the living body region 601 in the image data 400 notified from the image data acquisition unit 301.
  • the living body region detecting unit 303 detects the living body region 601 in the image data 400, the living body region detecting unit 303 notifies the living body region region detecting unit 304 of the image data in the living body region 601.
  • the living body area detecting unit 303 detects the living body area 601 in the image data 400, it generates mask data 610 as shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the living body region detection unit.
  • image data 700 shows image data in the living body region 601 notified from the living body region detection unit 303 by applying a mask to parts other than the living body region 601.
  • the image data 700 shows a state in which the living body region detection unit 304 detects the living body region regions 701, 702, 703, and 704 from the image data in the living body region 601.
  • the living body region detecting unit 304 labels the detected living body regions 701, 702, 703, and 704 and associates the detected living body region with the position coordinates to the determining unit 305.
  • the living body region data 710 is obtained by attaching labels Rm 1 to Rm 4 to the detected living body regions 701 to 704, and as the position coordinates of each living body region, the upper left and lower right positions of each living body region. The state which matched the coordinate is shown.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of a process performed by the determination unit.
  • image data 810, 820, 830, and 840 indicate four types of image data in which the size, position, shape, and the like of the generated moiré are different.
  • the determination data 811, 821, 831, and 841 are obtained by the determination unit 305 for the image data 810, 820, 830, and 840 from the biological region detection unit 303 and the biological region detection unit 304, respectively.
  • Mask data 610 for specifying a living body region Position coordinates (position coordinates of Rm 1 to Rm 4 ) in the image data specifying the living body region, Is the data showing
  • the biological region 601 detected in the image data 810, 820, 830, and 840 is shown as discrimination data 811, 821, 831, and 841 in addition to the mask data 610.
  • the body part regions 701 to 704 are shown as the determination data 811, 821, 831, and 841 instead of the position coordinates of the body part regions.
  • mask data 812, 822, 832, and 842 indicate mask data obtained by the determination unit 305 from the moiré region detection unit 302 for the image data 810, 820, 830, and 840, respectively.
  • the determination unit 305 determines that there is no moiré occurrence region straddling the outline of the living body region 601. Further, the determination unit 305 determines that there is no moiré occurrence region straddling the plurality of living body region regions 701 to 704. As a result, the determination unit 305 determines that the biological information included in the image data 810 is obtained by capturing a living body.
  • the mask data 822 When comparing the determination data 821 with the mask data 822, the mask data 822 includes the moiré occurrence region 850, but the moiré occurrence region 850 does not straddle the outline of the living body region 601. Further, the moiré occurrence region 850 does not straddle any of the living body region regions 701 to 704. For this reason, the determination unit 305 determines that the biological information included in the image data 820 is obtained by imaging the living body.
  • the mask data 832 includes the moiré-occurring region 860, and the moiré-occurring region 860 includes a plurality of living body regions 701 to 704. It straddles the part region. For this reason, the determination unit 305 determines that the biological information included in the image data 830 is obtained by imaging a forged living body.
  • the determination unit 305 determines that the biological information included in the image data 840 is due to imaging of a forged living body.
  • the determination unit 305 determines whether the biological information included in the image data is obtained by capturing a forged living body or by capturing a living body. Can be accurately determined.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of the forgery determination process performed by the forgery determination unit. When the forgery determination unit 121 is activated, the flowchart illustrated in FIG. 9 is executed.
  • step S901 the image data acquisition unit 301 acquires image data transmitted from the imaging device 110.
  • step S902 the moiré area detection unit 302 detects a moiré occurrence area in the image data.
  • step S903 the living body area detection unit 303 detects a living body area in the image data.
  • step S904 the living body region detecting unit 304 detects a living body region from image data in the living body region.
  • step S905 the determination unit 305 determines whether or not the moiré occurrence region straddles the contour of the living body region. If it is determined in step S905 that the moiré occurrence region straddles the contour of the living body region (YES in step S905), the process advances to step S908.
  • step S908 the determination unit 305 determines that the biometric information included in the image data is obtained by imaging a forged living body.
  • step S905 if it is determined in step S905 that the moiré occurrence region does not straddle the contour of the living body region (NO in step S905), the process proceeds to step S906.
  • step S906 the determination unit 305 determines whether the moiré occurrence region extends over a plurality of living body region regions. If it is determined in step S906 that the moiré occurrence region extends over a plurality of living body region regions (YES in step S906), the process proceeds to step S908.
  • step S906 determines whether the moiré occurrence region does not straddle a plurality of living body region regions. If NO in step S906), the process proceeds to step S907.
  • step S907 the determination unit 305 determines that the biological information included in the image data is obtained by photographing a living body.
  • step S909 the image data acquisition unit 301 determines whether to end the forgery determination process. If it is determined in step S909 that the forgery determination process is to be continued (NO in step S909), the process returns to step S901. On the other hand, if it is determined in step S909 that the forgery determination processing is to be ended, the forgery determination processing is ended.
  • the biometric authentication device 100 has the forgery determination unit 121, and the forgery determination unit 121 calculates the moiré occurrence region, the living body region, and the living body region from the captured image data. Detect the part region. In addition, the forgery determination unit 121 determines whether or not the biological information included in the image data is based on the imaging of the forged biological body, based on the positional relationship between the detected moiré occurrence region, the biological region, and the biological region region. .
  • the biometric authentication device 100 According to the first embodiment, it is possible to improve the accuracy of discriminating a forged living body based on moiré.
  • the face authentication process is described as the authentication process performed based on the biometric information included in the image data.
  • the authentication process performed based on the biometric information included in the image data is different from the face authentication process. Not limited. For example, an iris authentication process or a fingerprint authentication process may be used.
  • the imaging device 110 and the information processing device 120 are separate, but the imaging device 110 and the information processing device 120 may be integrated.
  • the information processing apparatus 120 has been described as having the forgery determination unit 121 and the authentication unit 122.
  • the forgery determination unit 121 and the authentication unit 122 are realized by different devices. Is also good.
  • the present invention is not limited to the configuration shown here, such as a combination of the configuration described in the above embodiment with other elements. These points can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
  • biometric authentication device 110 imaging device 120: information processing device 121: counterfeit determination unit 122: authentication unit 301: image data acquisition unit 302: moiré region detection unit 303: biological region detection unit 304: living body region detection unit 305: Discriminator 501: Moire occurrence area 601: Living body area 701 to 704: Living body part area

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Abstract

偽造生体の判別精度を向上させる。生体認証装置は、撮影された画像データからモアレの発生領域と、生体情報に関する領域とを検出する検出部と、前記モアレの発生領域と、前記生体情報に関する領域との位置関係に基づいて、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別する判別部とを有する。

Description

生体認証装置、偽造判別プログラム及び偽造判別方法
　本発明は、生体認証装置、偽造判別プログラム及び偽造判別方法に関する。
　従来より、生体の撮影により得られた画像データから生体情報を検出し、検出した生体情報に基づいて認証処理を行う生体認証技術（例えば、顔認証技術等）が知られている。かかる認証処理の場合、偽造生体（例えば、生体を撮影した写真等）の生成が容易であることから、撮影により得られた画像データに含まれる生体情報が、生体の撮影によるものか、偽造生体の撮影によるものかを精度よく判別することが求められる。
　これに対して、下記非特許文献では、偽造生体を生成するために生体を撮影した際の光学環境と、認証処理において提示された偽造生体を撮影した際の光学環境とが異なる場合に、画像データにモアレが発生することを利用し、偽造判別を行う方法が提案されている。
Diago Caetano Garcia et al., "Face-Spoofing 2D-Detection Based on Moire-pattern Analysis", IEEE TRANSACTIONS ON IFORMATION FORENSICS AND SECURITY, VOL. 10, NO.4, APRIL 2015.
　しかしながら、（偽造生体ではなく）生体を撮影した場合であっても、撮影時の状態によっては、画像データにモアレが発生することがある。例えば、生体に対して複数の方向から光が照射されていた場合、更には撮影範囲に反射率の高い眼鏡レンズやアクセサリ等が含まれていたり、生体表面に汗などの分泌物が付着していた場合等には、生体を撮影した場合でも、画像データにモアレが発生する。このような場合、上記非特許文献によれば、画像データに含まれる生体情報が、偽造生体の撮影によるものと誤判別してしまう可能性がある。
　一つの側面では、偽造生体の判別精度を向上させることを目的としている。
　一態様によれば、生体認証装置は、
　撮影された画像データからモアレの発生領域と、生体情報に関する領域とを検出する検出部と、
　前記モアレの発生領域と、前記生体情報に関する領域との位置関係に基づいて、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別する判別部とを有する。
　偽造生体の判別精度を向上させることができる。
図１は、生体認証装置の構成例を示す図である。 図２は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、偽造判別部の機能構成の一例を示す図である。 図４は、画像データ取得部による処理の具体例を示す図である。 図５は、モアレ領域検出部による処理の具体例を示す図である。 図６は、生体領域検出部による処理の具体例を示す図である。 図７は、生体部位領域検出部による処理の具体例を示す図である。 図８は、判別部による処理の具体例を示す図である。 図９は、偽造判別部による偽造判別処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。
　［第１の実施形態］
　＜生体認証装置の構成＞
　はじめに、生体認証装置の構成について説明する。図１は、生体認証装置の構成例を示す図である。図１に示すように、生体認証装置１００は、撮像装置１１０と情報処理装置１２０とを有する。生体認証装置１００において、撮像装置１１０と情報処理装置１２０とは通信可能に接続される。
　撮像装置１１０は、被写体を撮影することで得られる画像データを情報処理装置１２０に送信する。撮像装置１１０には、例えば、被写体からの反射光をＲＧＢ信号として検出するカメラのほか、被写体が放射する赤外線を検出する赤外線カメラ、近赤外線カメラ等が含まれていてもよい。
　第１の実施形態において、撮像装置１１０が撮影する被写体には、生体である人物１３０が含まれる。被写体が人物１３０である場合、撮像装置１１０が被写体を撮影することで得られる画像データには、生体情報として人物１３０の顔が含まれる。
　なお、第１の実施形態において、撮像装置１１０が人物１３０を撮影する場合、人物１３０に対しては、少なくとも、点線矢印１５０で示す方向に、光が照射されているものとする。
　ただし、撮像装置１１０による撮影時に人物１３０に照射される光の方向は、１方向に限定されず、複数方向であってもよい。また、図１の例では、人物１３０が身に着けている物や、人物１３０が汗をかいている状態については省略して示しているが、人物１３０は、例えば、反射率の高いレンズの眼鏡やアクセサリ等を身に着けていてもよいし、汗をかいている状態であってもよい。撮影時にこのような状態であって場合、撮像装置１１０が人物１３０を撮影することで得られる画像データには、モアレが発生することになる。
　しかしながら、生体である人物１３０には、目、鼻、口等のように３次元の立体構造を有する生体部位が含まれており、それぞれの生体部位ごとに、光の反射特性が異なる。このため、撮像装置１１０が人物１３０を撮影することで得られる画像データの場合、人物１３０の生体部位ごとに別々にモアレが発生し、複数の生体部位に跨ってモアレが発生することはない。
　一方で、第１の実施形態において、撮像装置１１０が撮影する被写体には、生体である人物１３０の顔が写った写真体１４０のような偽造生体が含まれる。そして、撮像装置１１０が撮影する被写体が写真体１４０であっても、撮像装置１１０が被写体を撮影することで得られる画像データには、生体情報として人物１３０の顔が含まれる。
　ここで、写真体１４０は、人物１３０に対して、点線矢印１６０で示す方向に光が照射された状態で、不図示の撮像装置により撮影が行われることで生成されているものとする。
　このような場合、点線矢印１５０で示す方向に光が照射された状態で、撮像装置１１０が写真体１４０を撮影すると、写真体１４０内の人物１３０に対しては、少なくとも２方向（点線矢印１５０と点線矢印１６０）から光が照射されていることになる。このため、撮像装置１１０が写真体１４０を撮影することで得られる画像データには、確実にモアレが発生する。
　ここで、写真体１４０は２次元平面であるため、写真体１４０全体が一様な光の反射特性を有する。このため、発生するモアレはより広範囲となり、写真体１４０に写る人物１３０と背景とに跨っていたり、写真体１４０に写る人物１３０の複数の生体部位（目、鼻、口等）に跨ることになる。第１の実施形態に係る生体認証装置１００では、このようなモアレの発生のしかたの違いを利用して偽造判別を行う。
　なお、図１の例では、偽造生体が写真体１４０である場合のモアレの発生のしかたについて説明したが、偽造生体は写真体１４０に限定されない。例えば、人物１３０の顔が写った写真データを表示した、携帯端末（スマートフォン、タブレット等）の表示画面であっても同様の特徴を有するモアレが発生することになるため、偽造生体になりうる。
　情報処理装置１２０には、偽造判別プログラムと認証プログラムとがインストールされており、当該プログラムが実行されることで、情報処理装置１２０は、偽造判別部１２１及び認証部１２２として機能する。
　偽造判別部１２１は、撮像装置１１０から送信された画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか、生体の撮影によるものかを判別し、判別結果を認証部１２２に通知する。具体的には、まず、偽造判別部１２１は、画像データにおいてモアレが発生している領域（「モアレ発生領域」）と、「生体情報に関する領域」とをそれぞれ検出する。そして、偽造判別部１２１は、モアレ発生領域と、生体情報に関する領域との位置関係を判定することで、生体情報が偽造生体の撮影によるものか、生体の撮影によるものかを判別する。なお、生体情報に関する領域には、生体情報を含む領域（「生体領域」）と、生体情報に含まれる生体部位を含む領域（「生体部位領域」）とが含まれるものとする。
　ここで、偽造判別部１２１は、モアレ発生領域と生体情報に関する領域との位置関係として、例えば、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでいるか否かの判定を行う。あるいは、偽造判別部１２１は、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域に跨っているか否かの判定を行う。
　上述したとおり、モアレが生体領域の輪郭部分を跨いでいた場合（人物１３０の顔と背景とに跨っていた場合）には、人物１３０の顔が偽造生体の撮影によるものと判別できるからである。あるいは、モアレが複数の生体部位領域に跨っている場合（人物１３０の顔において、目、鼻、口等に跨っている場合）には、人物１３０の顔が偽造生体の撮影によるものと判別できるからである。
　認証部１２２は、偽造判別部１２１より、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものでない（生体の撮影によるものである）との判別結果が通知された場合、画像データに含まれる生体情報について、認証処理を行う。
　＜情報処理装置のハードウェア構成＞
　次に、情報処理装置１２０のハードウェア構成について説明する。図２は、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、情報処理装置１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を有する。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３は、いわゆるコンピュータを形成する。
　また、情報処理装置１２０は、補助記憶装置２０４、表示装置２０５、操作装置２０６、Ｉ／Ｆ（Interface）装置２０７、ドライブ装置２０８を有する。なお、情報処理装置１２０の各ハードウェアは、バス２０９を介して相互に接続されている。
　ＣＰＵ２０１は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラム（例えば、偽造判別プログラム、認証プログラム等）を実行するデバイスである。
　ＲＯＭ２０２は、不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。具体的には、ＲＯＭ２０２はＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する、主記憶デバイスとして機能する。
　ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ２０３は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。
　補助記憶装置２０４は、各種プログラムや、各種プログラムが実行されることで生成される情報を格納する補助記憶デバイスである。
　表示装置２０５は、情報処理装置１２０の内部状態等を表示する表示デバイスである。操作装置２０６は、情報処理装置１２０の管理者が情報処理装置１２０に対して各種指示を入力するための入力デバイスである。
　Ｉ／Ｆ装置２０７は、撮像装置１１０と情報処理装置１２０とを接続し、情報処理装置１２０が撮像装置１１０と通信を行うための通信デバイスである。
　ドライブ装置２０８は記録媒体２１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２１０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。
　なお、補助記憶装置２０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２１０がドライブ装置２０８にセットされ、該記録媒体２１０に記録された各種プログラムがドライブ装置２０８により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置２０４にインストールされる各種プログラムは、ネットワークよりダウンロードされることでインストールされてもよい。
　＜偽造判別部の機能構成＞
　次に、偽造判別部１２１の機能構成について説明する。図３は、偽造判別部の機能構成の一例を示す図である。図３に示すように、偽造判別部１２１は、画像データ取得部３０１と、検出部の一例であるモアレ領域検出部３０２、生体領域検出部３０３、生体部位領域検出部３０４と、判別部３０５とを有する。
　画像データ取得部３０１は、撮像装置１１０より送信される画像データを取得し、取得した画像データを、モアレ領域検出部３０２、生体領域検出部３０３に通知する。
　モアレ領域検出部３０２は、画像データ取得部３０１より通知された画像データにおいて、モアレ発生領域を検出する。また、モアレ領域検出部３０２は、モアレ発生領域を特定するマスクデータを、判別部３０５に通知する。
　生体領域検出部３０３は、画像データ取得部３０１より通知された画像データにおいて、生体領域として、生体情報（ここでは、人物１３０の顔）を含む領域を検出する。また、生体領域検出部３０３は、生体領域内の画像データを生体部位領域検出部３０４に通知するとともに、生体領域を特定するマスクデータを判別部３０５に通知する。
　生体部位領域検出部３０４は、生体領域検出部３０３より通知された生体領域内の画像データより、生体部位領域として、生体部位（例えば、人物１３０の目、鼻、口等）を含む領域を検出する。また、生体部位領域検出部３０４は、生体部位領域を特定する画像データ内の位置座標を、判別部３０５に通知する。
　判別部３０５は、モアレ領域検出部３０２より通知された、モアレ発生領域を特定するマスクデータと、生体領域検出部３０３より通知された、生体領域を特定するマスクデータと、を対比する。これにより、判別部３０５では、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分（ここでは、人物１３０の顔の輪郭部分）を跨いでいるか否かを判定する。
　また、判別部３０５は、モアレ領域検出部３０２より通知された、モアレ発生領域を特定するマスクデータと、生体部位領域検出部３０４より通知された、生体部位領域を特定する画像データ内の位置座標とを対比する。これにより、判別部３０５では、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域（ここでは、人物１３０の顔における複数の生体部位（目、鼻、口等）を含む領域）に跨っているか否かを判定する。
　判別部３０５は、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでいると判定した場合には、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと判別する。また、判別部３０５は、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域に跨っていると判定した場合には、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと判別する。
　一方、判別部３０５は、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでいないと判定し、かつ、複数の生体部位領域に跨っていないと判定した場合、画像データに含まれる生体情報が生体の撮影によるものと判別する。
　更に、判別部３０５は、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか生体の撮影によるものかを判別した判別結果を、認証部１２２に通知する。
　＜偽造判別部の各部による処理の具体例＞
　次に、偽造判別部に含まれる各部（画像データ取得部３０１、モアレ領域検出部３０２、生体領域検出部３０３、生体部位領域検出部３０４、判別部３０５）による処理の具体例について説明する。
　（１）画像データ取得部による処理の具体例
　はじめに、画像データ取得部３０１による処理の具体例について説明する。図４は、画像データ取得部による処理の具体例を示す図である。図４に示すように、第１の実施形態において、画像データ取得部３０１が取得する画像データ４００のサイズは、幅ｗ、高さｈであるとする。また、画像データ４００の各画素の画素値を、例えば、Ｉ（ｉ，ｊ）とおく。
　なお、図４に示すように、画像データ４００には、生体情報として、人物１３０の顔が描画された領域４１０が含まれるものとする。
　（２）モアレ領域検出部による処理の具体例
　次に、モアレ領域検出部３０２による処理の具体例について説明する。図５は、モアレ領域検出部による処理の具体例を示す図である。図５において、画像データ５００は、画像データ取得部３０１より通知された画像データ４００において、モアレ領域検出部３０２が、モアレ発生領域５０１を検出した様子を示している。
　図５に示すように、モアレ領域検出部３０２では、画像データ４００においてモアレ発生領域５０１を検出すると、マスクデータ５１０を生成し、判別部３０５に通知する。マスクデータ５１０は、検出したモアレ発生領域をＲｍ（ｉ，ｊ）＝"０"（非マスク領域）とし、検出したモアレ発生領域以外をＲｍ（ｉ，ｊ）＝"１"（マスク領域）としたデータである。なお、マスクデータ５１０のサイズは、画像データ４００と等しく、幅ｗ、高さｈであるとする。
　（３）生体領域検出部による処理の具体例
　次に、生体領域検出部３０３による処理の具体例について説明する。図６は、生体領域検出部による処理の具体例を示す図である。図６において、画像データ６００は、画像データ取得部３０１より通知された画像データ４００において、生体領域検出部３０３が、人物１３０の顔を生体領域６０１として検出した様子を示している。
　生体領域検出部３０３では、画像データ４００において生体領域６０１を検出すると、生体領域６０１内の画像データを、生体部位領域検出部３０４に通知する。
　また、生体領域検出部３０３では、画像データ４００において生体領域６０１を検出すると、図６に示すように、マスクデータ６１０を生成し、判別部３０５に通知する。マスクデータ６１０は、検出した生体領域をＳ（ｉ，ｊ）＝"０"（非マスク領域）とし、検出した生体領域以外をＳ（ｉ，ｊ）＝"１"（マスク領域）としたデータである。なお、マスクデータ６１０のサイズは、画像データ４００と等しく、幅ｗ、高さｈであるとする。
　（４）生体部位領域検出部による処理の具体例
　次に、生体部位領域検出部３０４による処理の具体例について説明する。図７は、生体部位領域検出部による処理の具体例を示す図である。図７において、画像データ７００は、生体領域検出部３０３より通知された生体領域６０１内の画像データを、生体領域６０１以外にマスクをかけて示したものである。
　更に、画像データ７００は、生体部位領域検出部３０４が、生体領域６０１内の画像データより生体部位領域７０１、７０２、７０３、７０４を検出した様子を示している。
　なお、生体部位領域検出部３０４では、図７に示すように、生体部位領域を検出すると、検出した生体部位領域７０１、７０２、７０３、７０４をラベリングし、位置座標と対応付けて判別部３０５に通知する。図７において生体部位領域データ７１０は、検出した生体部位領域７０１～７０４に、ラベルＲｍ１～Ｒｍ４を付し、各生体部位領域の位置座標として、各生体部位領域の左上と右下の位置座標を対応付けた様子を示している。
　（５）判別部による処理の具体例
　次に、判別部３０５による処理の具体例について説明する。図８は、判別部による処理の具体例を示す図である。図８において、画像データ８１０、８２０、８３０、８４０は、発生したモアレの大きさ、位置、形状等が異なる４通りの画像データを示している。
　また、図８において、判別用データ８１１、８２１、８３１、８４１は、それぞれ、画像データ８１０、８２０、８３０、８４０について、判別部３０５が生体領域検出部３０３及び生体部位領域検出部３０４より取得した、
・生体領域を特定するマスクデータ６１０、
・生体部位領域を特定する画像データ内の位置座標（Ｒｍ１～Ｒｍ４の位置座標）、
を示したデータである。
　なお、図８では、便宜上、判別用データ８１１、８２１、８３１、８４１として、マスクデータ６１０に加えて、画像データ８１０、８２０、８３０、８４０において検出された生体領域６０１を示している。また、判別用データ８１１、８２１、８３１、８４１として、生体部位領域の位置座標に代えて、生体部位領域７０１～７０４を示している。
　また、図８において、マスクデータ８１２、８２２、８３２、８４２は、それぞれ、画像データ８１０、８２０、８３０、８４０について、判別部３０５がモアレ領域検出部３０２より取得したマスクデータを示している。
　判別用データ８１１と、マスクデータ８１２とを対比すると、マスクデータ８１２には、モアレ発生領域が存在しない。このため、判別部３０５では、生体領域６０１の輪郭部分を跨いでいるモアレ発生領域は存在しないと判定する。更に、判別部３０５では、複数の生体部位領域７０１～７０４に跨っているモアレ発生領域も存在しないと判定する。この結果、判別部３０５では、画像データ８１０に含まれる生体情報が生体の撮影によるものと判別する。
　また、判別用データ８２１と、マスクデータ８２２とを対比すると、マスクデータ８２２には、モアレ発生領域８５０が含まれるものの、モアレ発生領域８５０は、生体領域６０１の輪郭部分を跨いでいない。また、モアレ発生領域８５０は、いずれの生体部位領域７０１～７０４も跨いでいない。このため、判別部３０５では、画像データ８２０に含まれる生体情報が生体の撮影によるものと判別する。
　一方、判別用データ８３１と、マスクデータ８３２とを対比すると、マスクデータ８３２には、モアレ発生領域８６０が含まれ、かつ、モアレ発生領域８６０は、生体部位領域７０１～７０４のうちの複数の生体部位領域に跨っている。このため、判別部３０５では、画像データ８３０に含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと判別する。
　更に、判別用データ８４１と、マスクデータ８４２とを対比すると、マスクデータ８４２には、モアレ発生領域８７０が含まれ、かつ、モアレ発生領域８７０は、生体領域６０１の輪郭部分を跨いでいる。このため、判別部３０５では、画像データ８４０に含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと判別する。
　このように、モアレ発生領域と、生体領域及び生体部位領域との位置関係を対比することで、判別部３０５では、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか生体の撮影によるものかを精度よく判別することができる。
　＜偽造判別部による偽造判別処理＞
　次に、偽造判別部１２１による偽造判別処理の具体例について説明する。図９は、偽造判別部による偽造判別処理の流れを示すフローチャートである。偽造判別部１２１が起動することで、図９に示すフローチャートが実行される。
　ステップＳ９０１において、画像データ取得部３０１は、撮像装置１１０より送信される画像データを取得する。
　ステップＳ９０２において、モアレ領域検出部３０２は、画像データにおいてモアレ発生領域を検出する。
　ステップＳ９０３において、生体領域検出部３０３は、画像データにおいて生体領域を検出する。
　ステップＳ９０４において、生体部位領域検出部３０４は、生体領域内の画像データより生体部位領域を検出する。
　ステップＳ９０５において、判別部３０５は、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでいるか否かを判定する。ステップＳ９０５において、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでいると判定した場合には（ステップＳ９０５においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ９０８に進む。
　ステップＳ９０８において、判別部３０５は、画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと判別する。
　一方、ステップＳ９０５において、モアレ発生領域が生体領域の輪郭部分を跨いでないと判定した場合には（ステップＳ９０５においてＮＯの場合には）、ステップＳ９０６に進む。
　ステップＳ９０６において、判別部３０５は、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域に跨っているか否かを判定する。ステップＳ９０６において、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域に跨っていると判定した場合には（ステップＳ９０６においてＹＥＳの場合には）、ステップＳ９０８に進む。
　一方、ステップＳ９０６において、モアレ発生領域が、複数の生体部位領域に跨っていないと判定した場合には（ステップＳ９０６においてＮＯの場合には）、ステップＳ９０７に進む。
　ステップＳ９０７において、判別部３０５は、画像データに含まれる生体情報が生体の撮影によるものと判別する。
　ステップＳ９０９において、画像データ取得部３０１は、偽造判別処理を終了するか否かを判定する。ステップＳ９０９において、偽造判別処理を継続すると判定した場合には（ステップＳ９０９においてＮＯの場合には）、ステップＳ９０１に戻る。一方、ステップＳ９０９において、偽造判別処理を終了すると判定した場合には、偽造判別処理を終了する。
　以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る生体認証装置１００は、偽造判別部１２１を有し、偽造判別部１２１は、撮影された画像データからモアレ発生領域と生体領域及び生体部位領域とを検出する。また、偽造判別部１２１は、検出したモアレ発生領域と、生体領域及び生体部位領域との位置関係に基づいて、画像データに含まれる生体情報が、偽造生体の撮影によるものか否かを判別する。
　これにより、生体を撮影したにも関わらず、撮影時の状態に起因して画像データにモアレが発生した場合であっても、偽造判別部１２１によれば、当該画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものと誤判別してしまう可能性を低減させることができる。この結果、第１の実施形態に係る生体認証装置１００によれば、モアレに基づいて、偽造生体の判別精度を向上させることができる。
　［第２の実施形態］
　上記第１の実施形態では、画像データに含まれる生体情報に基づいて行う認証処理として、顔認証処理を挙げたが、画像データに含まれる生体情報に基づいて行う認証処理は、顔認証処理に限定されない。例えば、虹彩認証処理や指紋認証処理であってもよい。
　また、上記第１の実施形態では、撮像装置１１０と情報処理装置１２０とを別体としたが、撮像装置１１０と情報処理装置１２０とは一体としてもよい。また、上記第１の実施形態では、情報処理装置１２０が、偽造判別部１２１と認証部１２２とを有するものとして説明したが、偽造判別部１２１と認証部１２２とは、異なる装置において実現されてもよい。
　なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
１００　　　　　　　：生体認証装置
１１０　　　　　　　：撮像装置
１２０　　　　　　　：情報処理装置
１２１　　　　　　　：偽造判別部
１２２　　　　　　　：認証部
３０１　　　　　　　：画像データ取得部
３０２　　　　　　　：モアレ領域検出部
３０３　　　　　　　：生体領域検出部
３０４　　　　　　　：生体部位領域検出部
３０５　　　　　　　：判別部
５０１　　　　　　　：モアレ発生領域
６０１　　　　　　　：生体領域
７０１～７０４　　　：生体部位領域

Claims (6)

  1. 　撮影された画像データからモアレの発生領域と、生体情報に関する領域とを検出する検出部と、
    　前記モアレの発生領域と、前記生体情報に関する領域との位置関係に基づいて、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別する判別部と
    　を有することを特徴とする生体認証装置。
  2. 　前記検出部は、
    　前記生体情報が含まれる領域である生体領域を検出する生体領域検出部と、
    　生体領域内の生体部位が含まれる領域である生体部位領域を検出する生体部位領域検出部と
    　を有することを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
  3. 　前記判別部は、
    　前記モアレの発生領域が、前記生体領域の輪郭部分を跨いでいるか否かを判定することで、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別することを特徴とする請求項２に記載の生体認証装置。
  4. 　前記判別部は、
    　前記モアレの発生領域が、複数の前記生体部位領域に跨っているか否かを判定することで、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別することを特徴とする請求項２に記載の生体認証装置。
  5. 　撮影された画像データからモアレの発生領域と、生体情報に関する領域とを検出し、
    　前記モアレの発生領域と、前記生体情報に関する領域との位置関係に基づいて、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別する、
    　処理をコンピュータに実行させるための偽造判別プログラム。
  6. 　撮影された画像データからモアレの発生領域と、生体情報に関する領域とを検出し、
    　前記モアレの発生領域と、前記生体情報に関する領域との位置関係に基づいて、前記画像データに含まれる生体情報が偽造生体の撮影によるものか否かを判別する、
    　処理をコンピュータが実行する偽造判別方法。
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