WO2021124395A1 - 判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システム - Google Patents

判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システム Download PDF

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昭裕 早坂
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日本電気株式会社
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    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204—Marker

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a determination system, a determination method, a computer program, and an authentication system for determining a subject.
  • Patent Document 1 discloses a technique for detecting spoofing by utilizing the difference between a living distance and a non-living distance.
  • Patent Document 2 discloses a technique for detecting spoofing by comparing an image captured in the pupil of a subject with a specific image.
  • Patent Document 3 discloses a technique of displaying a specific background image at an authentication location and detecting spoofing by using a brightness value of a captured image.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a determination system, a determination method, a computer program, and an authentication device capable of accurately determining whether or not a subject is a living body. Is the subject.
  • One aspect of the determination system of the present invention is a projection control means for projecting a random marker on the projection means within the angle of view of the imaging means, and an acquisition means for acquiring an image of a target person including the marker from the imaging means.
  • a determination means for determining whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on the state of the marker included in the image.
  • a random marker is projected onto the projection means within the angle of view of the imaging means, an image of a subject including the marker is acquired from the imaging means, and the image included in the image is included. Based on the state of the marker, it is determined whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body.
  • One aspect of the computer program of the present invention is to project a random marker onto the projection means within the angle of view of the imaging means, acquire an image of a subject including the marker from the imaging means, and include the marker in the image. Based on the state of the marker, the computer is operated so as to determine whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body.
  • One aspect of the authentication system of the present invention is a projection control means for projecting a random marker on the projection means within the angle of view of the imaging means, and an acquisition means for acquiring an image of a target person including the marker from the imaging means.
  • a determination means for determining whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on the state of the marker included in the image, and a case where the target person is determined to be a living body.
  • each one of the determination system, the determination method, the computer program, and the authentication system described above it is possible to accurately determine whether or not the subject is a living body. This makes it possible to detect spoofing by, for example, a photograph, and appropriately perform biometric authentication.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the determination system according to the embodiment.
  • the determination system 10 is configured as a device for determining whether or not the target person of the authentication process (in other words, the image capture target of the face image) is a living body.
  • the determination system 10 includes a projection control unit 101, an image acquisition unit 102, and a biological determination unit 103 as processing blocks for realizing the function.
  • the projection control unit 101 is configured to control the operation of the projection means (for example, the floodlight 20 described later) that projects the marker.
  • the projection control unit 101 can control the projection means to project a random marker so as to overlap the background of the target person or the target person.
  • the projection control unit 101 stores a plurality of types of markers (specifically, markers having different colors, shapes, sizes, etc.) in advance, and randomly selects one or a plurality of markers from the markers. Project.
  • the projection control unit 101 may automatically generate and project a marker each time.
  • the image acquisition unit 102 is configured to be able to acquire an image of a target person for determining whether or not it is a living body.
  • the image acquisition unit 102 acquires an image of the target person including the marker projected by the projection control unit 101. Further, the image acquisition unit 102 may be configured to acquire a plurality of images (in other words, moving images) that are continuous in time.
  • the image acquired by the image acquisition unit 102 is output to the biological determination unit 103.
  • the biological determination unit 103 determines whether or not the subject is a living body based on the image acquired by the image acquisition unit 102. More specifically, the biological determination unit 103 determines whether the subject is actually present in front of the imaging means (for example, the camera 30 described later) or whether the subject is "spoofed" by a photograph or the like. judge. The biological determination unit 103 determines whether or not the subject is a living body based on the state of the marker (that is, the marker projected by the projection control unit 101) included in the image of the subject. The specific determination method in the biological determination unit 103 will be described in detail later. The determination result by the biological determination unit 103 is output to an external device (for example, the authentication device 40 described later).
  • an external device for example, the authentication device 40 described later.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the determination system according to the embodiment.
  • the determination system 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a RAM (Random Access Memory) 12, a ROM (Read Only Memory) 13, and a storage device 14. ing.
  • the determination system 10 may further include an input device 15 and an output device 16.
  • the CPU 11, the RAM 12, the ROM 13, the storage device 14, the input device 15, and the output device 16 are connected via the data bus 17.
  • the CPU 11 reads a computer program.
  • the CPU 11 is configured to read a computer program stored in at least one of the RAM 12, the ROM 13, and the storage device 14.
  • the CPU 11 may read a computer program stored in a computer-readable recording medium using a recording medium reading device (not shown).
  • the CPU 11 may acquire (that is, may read) a computer program from a device (not shown) arranged outside the determination system 10 via a network interface.
  • the CPU 11 controls the RAM 12, the storage device 14, the input device 15, and the output device 16 by executing the read computer program.
  • a functional block for determining whether or not the target person is a living body is realized in the CPU 11.
  • the RAM 12 temporarily stores the computer program executed by the CPU 11.
  • the RAM 12 temporarily stores data temporarily used by the CPU 11 when the CPU 11 is executing a computer program.
  • the RAM 12 may be, for example, a D-RAM (Dynamic RAM).
  • the ROM 13 stores a computer program executed by the CPU 11.
  • the ROM 13 may also store fixed data.
  • the ROM 13 may be, for example, a P-ROM (Programmable ROM).
  • the storage device 14 stores data stored in the determination system 10 for a long period of time.
  • the storage device 14 may operate as a temporary storage device of the CPU 11.
  • the storage device 14 may include, for example, at least one of a hard disk device, a magneto-optical disk device, an SSD (Solid State Drive), and a disk array device.
  • the input device 15 is a device that receives an input instruction from the user of the determination system 10.
  • the input device 15 may include, for example, at least one of a keyboard, a mouse and a touch panel.
  • the output device 16 is a device that outputs information about the determination system 10 to the outside.
  • the output device 16 may be a display device (for example, a display) capable of displaying information about the determination system 10.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the authentication system according to the embodiment.
  • the authentication system 1 is configured as a system that executes an authentication process (so-called face recognition) using a face image of a target person.
  • the authentication system 1 includes the above-mentioned determination system 10, a floodlight 20, a camera 30, and an authentication device 40.
  • the floodlight 20 is configured to be able to project a random marker according to the instruction of the projection control unit 101 in the determination system 10.
  • the floodlight 20 is arranged at a position where a marker can be projected within the angle of view of the camera 30.
  • the floodlight 20 may project the marker with visible light or may project the marker with invisible light such as near-infrared light.
  • the camera 30 is configured to be capable of capturing an image of a person subject to authentication processing (particularly, an image around the face). Further, the camera 30 is arranged at a position where the marker projected from the floodlight 20 can be imaged together with the target person. The image acquired by the camera 30 is output to the image acquisition unit 102 in the determination system 10. When the floodlight 20 projects a marker with invisible light, the camera 30 may be configured as a camera capable of capturing invisible light.
  • the authentication device 40 executes face authentication of the target person based on the image captured by the camera 30. Further, the authentication device 40 is configured to be able to execute the authentication process based on the determination result of the determination system 10 (that is, whether or not the target person is a living body). The method of using the determination result of the determination system 10 in the authentication device 40 will be described in detail later.
  • the authentication device 40 may be configured to be capable of performing biometric authentication (for example, iris authentication or the like) other than face authentication instead of face authentication. As for the specific content of the authentication process executed by the authentication device 40, an existing method can be appropriately adopted, and thus detailed description thereof will be omitted here.
  • the authentication device 40 may be configured as, for example, a cloud.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation flow of the authentication system according to the present embodiment.
  • the authentication system 1 first determines whether or not a person subject to the authentication process exists (step S101). Whether or not the subject exists can be determined, for example, by detecting the presence of an object within the angle of view of the camera. The presence of the subject may be detected by the camera 30, or may be detected by another sensor (not shown) or the like. Alternatively, the presence of the target person may be detected when the target person operates the terminal or the like. If it is determined that the target person does not exist (step S101: NO), the subsequent processing is omitted, and the series of operations ends. In this case, the process of step S101 may be restarted after the elapse of a predetermined period.
  • the projection control unit 101 randomly selects a marker to be projected (step S102). Then, the projection control unit 101 controls the floodlight 20 so as to project the selected marker. At this time, the projection control unit 101 may specify the projection position of the marker. Specifically, the projection control unit 101 may instruct the target person to project a marker on the background of the target person (in other words, a position that does not overlap with the target person), or the target person may be instructed to project the marker at least partially. May be instructed to project a marker. However, when the marker is projected so as to overlap the target person, it is preferable to project the marker while avoiding the position of the eyes so as not to make the target person feel dazzling, or to project with invisible light. It may also be instructed to project a plurality of markers at different positions.
  • the image acquisition unit 102 acquires the image of the target person from the camera 30 (step S104).
  • the image also includes a marker projected by the floodlight 20.
  • the image acquisition unit 102 may continuously acquire the image of the target person.
  • the biological determination unit 103 determines whether or not the target person is a living body based on the image of the target person acquired by the image acquisition unit 102 (step S105).
  • the biological determination unit 103 determines whether or not the subject is a living body depending on whether or not the marker included in the image of the subject is imaged in an assumed state. Specifically, the biological determination unit 103 determines that the subject is a living body when the state of the marker included in the image of the subject is as expected, and when it is unexpected. It is determined that the subject is not a living body.
  • the biological determination unit 103 determines whether or not the state of the marker is as expected by using, for example, at least one of the position, angle, and size of the marker. However, the biological determination unit 103 may determine whether or not the subject is a living body by using parameters (for example, color, shape, etc.) other than the position, angle, and size of the marker.
  • the biological determination unit 103 projects a marker toward the wall in a state where the target person does not exist in advance, and stores the captured image at that time as a reference image. In this way, it is possible to determine whether or not the state of the marker is as expected by comparing with the reference image. More specifically, the biological determination unit 103 is based on the degree of coincidence (at least one) between the marker included in the image of the subject and the marker in the reference image for each position, angle, and size. , It is possible to determine whether or not the subject is a living body.
  • an existing method may be adopted as appropriate, but for example, general template matching in image processing such as SSD (Sum Of Squared Difference) and SAD (Sum of Absolute Difference) can be used.
  • SSD Serial Of Squared Difference
  • SAD Sum of Absolute Difference
  • a pattern matching method may be used.
  • the authentication device 40 executes the target person's authentication process (here, face recognition using a face image) (step S106). Specifically, the authentication device 40 extracts a face region from the image of the target person and determines whether or not the face of the target person matches a face registered in advance. The image of the target person may be used as it is for face recognition, or a feature amount (for example, brightness or the like) extracted from the image of the target person may be used. When the authentication process is completed, the authentication device 40 outputs the result (for example, "authentication OK" or "authentication NG").
  • the result for example, "authentication OK" or "authentication NG"
  • step S105 when it is determined that the target person is not a living body (step S105: NO), the authentication device 40 does not execute the face recognition of the target person (that is, step S106 is omitted). This is because if the subject is not a living body, for example, "spoofing" by a photograph or the like is suspected. As a result of not executing the authentication process, it is possible to avoid an attack from a user who illegally breaks through the authentication process, for example.
  • the living body determination unit 103 may notify that spoofing is being performed. Specifically, the biological determination unit 103 may output a warning display or a warning voice to the system administrator or the like.
  • FIG. 5 is an image diagram showing an example of marker projection in a normal state.
  • FIG. 6 is an image diagram showing an example of marker projection during an attack.
  • FIG. 7 is a comparative diagram showing the difference between the captured image during normal operation and the captured image during attack.
  • the marker 200 projected from the floodlight 20 is the subject. It is projected onto a background of 500 (eg, a wall behind the subject 500).
  • a background of 500 eg, a wall behind the subject 500.
  • the positional relationship between the floodlight 20 and the background is known in advance, it is possible to accurately predict in what state the marker will be projected on the background. For example, if a marker is projected onto a background (for example, a wall or the like) in the absence of a target person in advance and the captured image at that time is stored as a reference image, the positional relationship between the floodlight 20 and the background can be grasped in advance. It is possible to do.
  • the marker 200 projected from the floodlight 20 is It is projected on the photograph of the subject 500.
  • the marker 200 is projected at a position closer than expected, for example, the size of the marker 200 is smaller than expected.
  • the marker 200 is reflected in the captured image in the expected state as shown in FIG. 7A.
  • the marker 200 is projected on the captured image in an unexpected state (specifically, a state projected smaller than FIG. 7A). It is reflected.
  • the marker 200 is marked with a circle for convenience of explanation, but the shape of the marker is not particularly limited.
  • the marker 200 may include a more complicated pattern, may include characters, or the like.
  • a plurality of markers 200 may be projected on the background of the subject. In this case, if at least one of the projected markers 200 is reflected in the captured image in an unexpected state, it may be determined that the subject 500 is not a living body.
  • FIG. 8 is a comparative diagram showing an example in which a marker is projected so as to overlap the target person.
  • the marker 200 may be projected so as to overlap the subject 500. Even in such a case, there is a clear difference in the appearance of the marker 200 in the captured image depending on whether or not the subject 500 is a living body. Specifically, when the subject 500 is a living body, the marker 200 is distorted (shifted) at the boundary portion of the living body as shown in FIG. 8A. Alternatively, even if the marker 200 is projected onto the subject 500 so as to completely overlap the marker 200, the marker 200 will be more or less distorted due to the unevenness of the subject 500. On the other hand, when the subject 500 is not a living body (for example, in the case of a flat object such as a photograph), the marker 200 is not distorted as shown in FIG. 8 (b).
  • the marker 200 By projecting the marker 200 so as to overlap the subject 500 in this way, it is possible to determine whether or not the subject 500 is a living body depending on whether or not the marker 200 in the captured image is distorted. Even if the marker 200 is distorted, if the distorted distortion is unnatural, it may be determined that the subject 500 is not a living body.
  • the floodlight 20 (that is, the projection means for projecting the marker 200) may be provided independently of the determination system 10.
  • the floodlight 20 may be configured to project the marker 200 manually (ie, by an operator's operation). In this way, the marker 200 can be projected at an arbitrary timing of the operator.
  • the determination system 10 does not have to include the projection control unit 101.
  • the marker 200 may start projection in the absence of the subject 500. Specifically, after projecting the marker 200, it may be determined whether or not the target person 500 exists, and if the target person 500 exists, an image of the target person 500 may be acquired. In this way, the subject 500 can visually check the position of the marker 200 in advance (that is, the position of the marker 200 can be confirmed before the image is taken by the camera 30). Therefore, the subject 500 can adjust its own position according to the position of the marker 200. For example, the subject 500 can adjust the standing position so that the marker 200 does not come into contact with the eyes.
  • the marker 200 is projected when the authentication process is executed, and it is determined whether or not the subject 500 is a living body. .. Therefore, for example, it is possible to avoid an attack by "spoofing" using a photograph or the like. If the marker 200 is used as in the present embodiment, it is possible to avoid unauthorized authentication breakthrough with a relatively simple device configuration. Further, since no special action is required for the target person 500, the burden on the target person 500 in the authentication process is not increased.
  • the determination system includes a projection control means for projecting a random marker within the angle of view of the imaging means, an acquisition means for acquiring an image of a target person including the marker from the imaging means, and the image.
  • the determination system includes a determination unit for determining whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on the state of the marker.
  • Appendix 2 In the determination system according to Appendix 2, whether the determination means is a living body based on at least one of the positions, angles, and sizes of the markers in the image, and whether the subject imaged by the imaging means is a living body. The determination system according to Appendix 1, wherein it determines whether or not it is present.
  • the determination system according to Appendix 3 is characterized in that, when the determination means determines that the subject imaged by the imaging means is not a living body, the determination means notifies that spoofing is being performed. Or the determination system according to 2.
  • Appendix 4 The determination system according to Appendix 4 is the determination system according to any one of Appendix 1 to 3, wherein the projection control means projects the marker on a background portion of the target person.
  • Appendix 6 The determination system according to Appendix 6 is the determination system according to any one of Appendix 1 to 5, wherein the projection control means projects the marker with invisible light.
  • the acquisition means acquires a plurality of images that are continuous in time from the imaging means, and the determination means obtains a plurality of images that are continuous in time, and the determination means is based on the state of the markers included in the plurality of images.
  • the determination system according to any one of Supplementary Provisions 1 to 6, characterized in that it determines whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body.
  • Appendix 8 In the determination method described in Appendix 8, a random marker is projected onto the projection means within the angle of view of the imaging means, an image of the subject including the marker is acquired from the imaging means, and the marker included in the image is obtained.
  • the determination method is characterized in that it is determined whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on the state.
  • Appendix 9 The computer program according to Appendix 9 projects a random marker onto the projection means within the angle of view of the imaging means, acquires an image of the subject including the marker from the imaging means, and obtains an image of the subject including the marker, and the marker of the marker included in the image. It is a computer program characterized by operating a computer so as to determine whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on a state.
  • the authentication system includes a projection control means for projecting a random marker on the projection means within the angle of view of the imaging means, an acquisition means for acquiring an image of a target person including the marker from the imaging means, and the above-mentioned.
  • a determination means for determining whether or not the subject imaged by the imaging means is a living body based on the state of the marker included in the image, and a determination means for determining whether the target person is a living body when the subject is determined to be a living body.
  • the authentication system is provided with an execution means for executing the authentication process of the target person.
  • the present invention can be appropriately modified within the scope of claims and within a range not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and a determination system, determination method, computer program, and authentication system accompanied by such changes. Is also included in the technical idea of the present invention.

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Abstract

判定システム（１０）は、撮像手段（３０）の画角内にランダムなマーカ（２００）を投影手段（２０）に投影させる投影制御手段（１０１）と、撮像手段からマーカを含む対象者の画像を取得する取得手段（１０２）と、画像に含まれるマーカの状態に基づいて、撮像手段で撮像された対象者が生体であるか否かを判定する判定手段（１０３）とを備える。このような判定システムによれば、対象者が生体であるか否かを精度よく判定することができる。よって、例えば不正な手法による生体認証の突破等を回避することが可能である。

Description

判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システム
　本発明は、対象者に関する判定を行う判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システムの技術分野に関する。
　この種のシステムとして、生体認証を実行する際の不正を検知するものが知られている。例えば特許文献１では、生体距離と非生体距離との差を利用して、なりすましを検知する技術が開示されている。特許文献２では、被写体の瞳に写った映像と特定の画像とを比較することで、なりすましを検知する技術が開示されている。特許文献３では、認証場所で特定の背景画像を表示するようにし、撮影画像の輝度値を用いてなりすましを検知する技術が開示されている。
国際公開第２００９／１１０３２３号 特開２００７－０７２８６１号公報 特開２００７－０２６３３０号公報
　なりすましの判定には様々な手法が用いられている。しかしながら、上述した各特許文献に記載された技術は、装置構成や処理内容が複雑である、或いは、状況によって判定精度が低くなってしまう等の技術的問題点を有している。
　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、対象者が生体であるか否かを精度よく判定することが可能な判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証装置を提供することを課題とする。
　本発明の判定システムの一の態様は、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させる投影制御手段と、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段とを備える。
　本発明の判定方法の一の態様は、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する。
　本発明のコンピュータプログラムの一の態様は、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定するようにコンピュータを動作させる。
　本発明の認証システムの一の態様は、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させる投影制御手段と、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段と、前記対象者が生体であると判定された場合に、前記対象者の認証処理を実行する実行手段とを備える。
　上述した判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システムのそれぞれの一の態様によれば、対象者が生体であるか否かを精度よく判定することができる。これにより、例えば写真等によるなりすましを検知し、生体認証を適切に実施することが可能となる。
実施形態に係る判定システムの機能的構成を示すブロック図である。 実施形態に係る判定システムのハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態に係る認証システムの全体構成を示すブロック図である。 実施形態に係る認証システムの動作の流れを示すフローチャートである。 通常時のマーカ投影例を示すイメージ図である。 攻撃時のマーカ投影例を示すイメージ図である。 通常時の撮像画像と攻撃時の撮像画像との違いを示す比較図である。 対象者に重なるようにマーカを投影する例を示す比較図である。
　以下、図面を参照しながら、判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システムの実施形態について説明する。
＜判定システム＞
　本実施形態に係る判定システムについて、図１及び図２を参照して説明する。
　（機能的構成）
　まず図１を参照しながら、本実施形態に係る判定システムの機能的構成について説明する。図１は、実施形態に係る判定システムの機能的構成を示すブロック図である。
　図１において、本実施形態に係る判定システム１０は、認証処理の対象者（言い換えれば、顔画像の撮像対象）が生体であるか否かを判定するための装置として構成されている。判定システム１０は、その機能を実現するための処理ブロックとして、投影制御部１０１と、画像取得部１０２と、生体判定部１０３とを備えている。
　投影制御部１０１は、マーカを投影する投影手段（例えば、後述する投光器２０）の動作を制御するものとして構成されている。投影制御部１０１は、投影手段を制御して、ランダムなマーカを対象者の背景又は対象者に重なるように投影することが可能である。投影制御部１０１は、例えば予め複数種類のマーカ（具体的には、色や形状、大きさ等が異なるマーカ）を記憶しておき、その中からランダムで１つ又は複数のマーカを選択して投影する。或いは、投影制御部１０１は、その都度マーカを自動的に生成して投影するようにしてもよい。
　画像取得部１０２は、生体であるか否かを判定する対象者の画像を取得可能に構成されている。画像取得部１０２は、投影制御部１０１によって投影されたマーカを含む対象者の画像を取得する。また、画像取得部１０２は、時間的に連続した複数の画像（言い換えれば、動画）を取得するように構成されてもよい。画像取得部１０２で取得された画像は、生体判定部１０３に出力される構成となっている。
　生体判定部１０３は、画像取得部１０２で取得された画像に基づいて、対象者が生体であるか否かを判定する。より具体的には、生体判定部１０３は、対象者が実際に撮像手段（例えば、後述するカメラ３０）の前に存在しているのか、それとも写真等による“なりすまし”が行われているのかを判定する。生体判定部１０３は、対象者の画像に含まれるマーカ（即ち、投影制御部１０１によって投影されたマーカ）の状態に基づいて、対象者が生体であるか否かを判定する。生体判定部１０３における具体的な判定方法については、後に詳述する。生体判定部１０３による判定結果は、外部装置（例えば、後述する認証装置４０）に出力される構成となっている。
　（ハードウェア構成）
　次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る判定システム１０のハードウェア構成について説明する。図２は、実施形態に係る判定システムのハードウェア構成を示すブロック図である。
　図２に示すように、本実施形態に係る判定システム１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、記憶装置１４とを備えている。判定システム１０は更に、入力装置１５と、出力装置１６とを備えていてもよい。ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、記憶装置１４と、入力装置１５と、出力装置１６とは、データバス１７を介して接続されている。
　ＣＰＵ１１は、コンピュータプログラムを読み込む。例えば、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３及び記憶装置１４のうちの少なくとも一つが記憶しているコンピュータプログラムを読み込むように構成されている。或いは、ＣＰＵ１１は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体が記憶しているコンピュータプログラムを、図示しない記録媒体読み取り装置を用いて読み込んでもよい。ＣＰＵ１１は、ネットワークインタフェースを介して、判定システム１０の外部に配置される不図示の装置からコンピュータプログラムを取得してもよい（つまり、読み込んでもよい）。ＣＰＵ１１は、読み込んだコンピュータプログラムを実行することで、ＲＡＭ１２、記憶装置１４、入力装置１５及び出力装置１６を制御する。本実施形態では特に、ＣＰＵ１１が読み込んだコンピュータプログラムを実行すると、ＣＰＵ１１内には、対象者が生体であるか否かを判定するための機能ブロックが実現される。
　ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１が実行するコンピュータプログラムを一時的に記憶する。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１がコンピュータプログラムを実行している際にＣＰＵ１１が一時的に使用するデータを一時的に記憶する。ＲＡＭ１２は、例えば、Ｄ－ＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　ＲＡＭ）であってもよい。
　ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行するコンピュータプログラムを記憶する。ＲＯＭ１３は、その他に固定的なデータを記憶していてもよい。ＲＯＭ１３は、例えば、Ｐ－ＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）であってもよい。
　記憶装置１４は、判定システム１０が長期的に保存するデータを記憶する。記憶装置１４は、ＣＰＵ１１の一時記憶装置として動作してもよい。記憶装置１４は、例えば、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）及びディスクアレイ装置のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　入力装置１５は、判定システム１０のユーザからの入力指示を受け取る装置である。入力装置１５は、例えば、キーボード、マウス及びタッチパネルのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　出力装置１６は、判定システム１０に関する情報を外部に対して出力する装置である。例えば、出力装置１６は、判定システム１０に関する情報を表示可能な表示装置（例えば、ディスプレイ）であってもよい。
　＜認証システム＞
　次に、上述した判定システム１０を備える認証システムについて、図３から図８を参照して説明する。
　（システム構成）
　まず、図３を参照しながら、本実施形態に係る認証システムの全体構成について説明する。図３は、実施形態に係る認証システムの全体構成を示すブロック図である。
　図３において、本実施形態に係る認証システム１は、対象者の顔画像を利用した認証処理（所謂、顔認証）を実行するシステムとして構成されている。認証システム１は、上述した判定システム１０と、投光器２０と、カメラ３０と、認証装置４０とを備えている。
　投光器２０は、判定システム１０における投影制御部１０１の指示に従って、ランダムなマーカを投影可能に構成されている。投光器２０は、カメラ３０の画角内にマーカを投影可能な位置に配置されている。投光器２０は、可視光でマーカを投影してもよいし、近赤外線光のような不可視光でマーカを投影してもよい。
　カメラ３０は、認証処理の対象者の画像（特に、顔周辺の画像）を撮像可能に構成されている。また、カメラ３０は、対象者と共に投光器２０から投影されるマーカを撮像可能な位置に配置されている。カメラ３０で取得された画像は、判定システム１０における画像取得部１０２に出力される構成となっている。なお、投光器２０が不可視光でマーカを投影する場合には、カメラ３０は不可視光を撮像可能なカメラとして構成されればよい。
　認証装置４０は、カメラ３０で撮像された画像に基づいて、対象者の顔認証を実行する。また認証装置４０は特に、判定システム１０の判定結果（即ち、対象者が生体であるか否か）に基づいて認証処理を実行可能に構成されている。認証装置４０における判定システム１０の判定結果の利用方法については、後に詳しく説明する。なお、認証装置４０は、顔認証に代えて、顔認証以外の生体認証（例えば、虹彩認証等）を実行可能に構成されてもよい。認証装置４０が実行する認証処理の具体的な内容については、既存の手法を適宜採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。認証装置４０は、例えばクラウドとして構成されていてもよい。
　（動作の流れ）
　次に、図４を参照しながら、本実施形態に係る認証システム１の動作の流れについて説明する。図４は、本実施形態に係る認証システムの動作の流れを示すフローチャートである。
　図４に示すように、本実施形態に係る認証システム１は、まず認証処理の対象者が存在しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。対象者が存在しているか否かは、例えばカメラの画角内における物体の存在を検出することで判定できる。対象者の存在は、カメラ３０によって検出されてもよいし、他の図示せぬセンサ等で検出されてもよい。或いは、対象者による端末操作等があった場合に、対象者の存在を検出するようにしてもよい。なお、対象者が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の動作が終了することになる。この場合、所定期間経過後に、ステップＳ１０１の処理が再開されてもよい。
　対象者が存在すると判定された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、投影制御部１０１は、投影するマーカをランダムに選択する（ステップＳ１０２）。そして、投影制御部１０１は、選択したマーカを投影するように投光器２０を制御する。この際、投影制御部１０１は、マーカの投影位置を指定してもよい。具体的には、投影制御部１０１は、対象者の背景（言い換えれば、対象者とは重ならない位置）にマーカを投影するように指示してもよいし、対象者に少なくとも部分的に重なる位置にマーカを投影するように指示してもよい。ただし、対象者に重なるようにマーカを投影する場合には、対象者に眩しさを感じさせないよう目の位置を避けて投影する、或いは不可視光で投影することが好ましい。また、複数のマーカを異なる位置に投影するように指示してもよい。
　マーカが投影されると、画像取得部１０２が、カメラ３０から対象者の画像を取得する（ステップＳ１０４）。この画像には、投光器２０によって投影されているマーカも含まれている。なお、対象者の動画を取得する場合、画像取得部１０２は、連続して対象者の画像を取得すればよい。
　続いて、生体判定部１０３が、画像取得部１０２で取得された対象者の画像に基づいて、対象者が生体であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。生体判定部１０３は、対象者の画像に含まれているマーカが想定される状態で撮像されているか否かによって、対象者が生体であるか否かを判定する。具体的には、生体判定部１０３は、対象者の画像に含まれているマーカの状態が想定通りのものである場合に対象者が生体であると判定し、想定外のものである場合に対象者が生体でないと判定する。生体判定部１０３は、例えばマーカの位置、角度、大きさの少なくとも１つを用いて、マーカの状態が想定通りものであるか否かを判定する。ただし、生体判定部１０３は、マーカの位置、角度、大きさ以外のパラメータ（例えば、色や形状等）を用いて、対象者が生体であるか否かを判定してもよい。
　生体判定部１０３は、例えば、予め対象者が存在しない状態で壁に向かってマーカを投光し、その際の撮影画像を参照画像として記憶する。このようにすれば、参照画像との比較によって、マーカの状態が想定通りのものであるか否かを判定できる。より具体的には、生体判定部１０３は、対象者を撮影した画像に含まれるマーカと参照画像内のマーカとの、位置、角度、大きさ夫々の一致度（少なくとも一つでもよい）に基づき、対象者が生体か否かを判定することができる。なお、一致度の導出については、適宜既存の手法を採用すればよいが、例えばＳＳＤ（Ｓｕｍ　Ｏｆ　Ｓｑｕａｒｅｄ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）や、ＳＡＤ（Ｓｕｍ　ｏｆ　Ａｂｓｏｌｕｔｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）等のような画像処理における一般的なテンプレートマッチングやパターンマッチング手法を用いてもよい。
　対象者が生体であると判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、認証装置４０が対象者の認証処理（ここでは、顔画像を用いた顔認証）を実行する（ステップＳ１０６）。具体的には、認証装置４０は、対象者の画像から顔領域を抽出し、対象者の顔が予め登録された顔と一致するか否かを判定する。なお、顔認証には、対象者の画像がそのまま用いられてもよいし、対象者の画像から抽出された特徴量（例えば、輝度等）が用いられてもよい。認証装置４０は、認証処理が終了すると、その結果（例えば、「認証ＯＫ」又は「認証ＮＧ」）を出力する。
　一方、対象者が生体でないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、認証装置４０は対象者の顔認証を実行しない（即ち、ステップＳ１０６が省略される）。対象者が生体でない場合、例えば写真等による“なりすまし”が疑われるからである。認証処理が実行されない結果、例えば不正に認証処理を突破しようとするユーザからの攻撃を回避することができる。なお、生体判定部１０３は、対象者が生体でないと判定した場合に、なりすましが行われている旨を通知するようにしてもよい。具体的には、生体判定部１０３は、システムの管理者等に対して警告表示や警告音声を出力するようにしてもよい。
　（具体的な動作例）
　次に、図５から図７を参照しながら、本実施形態に係る認証システム１（特に、判定システム１０）の具体的な動作例について説明する。図５は、通常時のマーカ投影例を示すイメージ図である。図６は、攻撃時のマーカ投影例を示すイメージ図である。図７は、通常時の撮像画像と攻撃時の撮像画像との違いを示す比較図である。
　図５に示すように、対象者５００が投光器２０及びカメラ３０の前に実際に存在する場合（言い換えれば、対象者５００が生体である場合）、投光器２０から投影されるマーカ２００は、対象者５００の背景（例えば、対象者５００の背後に存在する壁等）に投影される。この場合、投光器２０と背景との位置関係は事前に判明しているため、マーカがどのような状態で背景に投影されるかは、正確に予測することができる。例えば、予め対象者が存在しない状態でマーカを背景（例えば、壁等）に投影し、その際の撮像画像を参照画像として記憶しておけば、投光器２０と背景との位置関係を事前に把握することが可能である。
　一方、図６に示すように、攻撃者６００が、対象者５００の写真をカメラ３０に向けている場合（言い換えれば、対象者５００が生体でない場合）、投光器２０から投影されるマーカ２００は、対象者５００の写真上に投影される。この場合、マーカ２００は、想定よりも近い位置に投影されることになるため、例えばマーカ２００の大きさは想定されたものより小さくなる。
　図７に示すように、上述した図５及び図６の状況で撮像される対象者５００の画像を比較すると、マーカ２００の写り具合に明確な差が生ずる。具体的には、対象者５００が生体である場合、図７（ａ）のように、マーカ２００が想定通りの状態で撮像画像に写り込む。一方で、対象者５００が生体でない場合、図７（ｂ）のように、マーカ２００が想定外の状態（具体的には、図７（ａ）よりも小さく投影された状態）で撮像画像に写り込む。このように、撮像画像におけるマーカ２００の写り具合を解析すれば、対象者５００が生体であるか否かを正確に判定することができる。
　なお、上述した例では、説明の便宜上、マーカ２００が丸印であるものとしたが、マーカの形状は特に限定されるものではない。例えば、マーカ２００は、より複雑なパターンを含むものであってもよいし、文字等を含むものであってもよい。また、対象者の背景に複数のマーカ２００が投影されるようにしてもよい。この場合、投影された複数のマーカ２００のうち、少なくとも１つのマーカ２００が想定外の状態で撮像画像に写り込んでいる場合に、対象者５００が生体でないと判定するようにすればよい。
　（変形例）
　次に、図８を参照しながら、変形例に係る認証システム１の具体的な動作例について説明する。図８は、対象者に重なるようにマーカを投影する例を示す比較図である。
　図８に示すように、マーカ２００は対象者５００に重なるように投影されてもよい。このような場合でも、対象者５００が生体であるか否かによって、撮像画像におけるマーカ２００の写り具合に明確な差が生ずる。具体的には、対象者５００が生体である場合、図８（ａ）のように、生体の境界部分でマーカ２００に歪み（ずれ）が生ずる。或いは、対象者５００にマーカ２００が完全に重なるように投影されたとしても、対象者５００の凹凸に起因してマーカ２００に大なり小なり歪みが生ずることになる。一方で、対象者５００が生体でない場合（例えば、写真のような平面的な物体の場合）、図８（ｂ）のように、マーカ２００には歪みが生じない。このように、対象者５００に重なるようにマーカ２００を投影すれば、撮像画像におけるマーカ２００に歪みが生じているか否かによって、対象者５００が生体であるか否かを判定することができる。なお、仮にマーカ２００に歪みが生じている場合であっても、生じている歪みが不自然な場合、対象者５００が生体でないと判定するようにしてもよい。
　（変形例２）
　投光器２０（即ち、マーカ２００を投影する投影手段）は、判定システム１０と独立して設けられるものであってもよい。例えば、投光器２０は、手動で（即ち、操作者の操作によって）マーカ２００の投影を行うように構成されてもよい。このようにすれば、操作者の任意のタイミングでマーカ２００を投影することが可能となる。この場合、判定システム１０は、投影制御部１０１を備えていなくともよい。
　（変形例３）
　マーカ２００は、対象者５００が存在していない状態で投影開始されてもよい。具体的には、マーカ２００を投影した後に対象者５００が存在しているか否かを判定し、対象者５００が存在している場合に対象者５００の画像を取得するようにしてもよい。このようにすれば、対象者５００が予めマーカ２００の位置を目視できる（即ち、カメラ３０で撮像される前に、マーカ２００の位置を確認することができる）。よって、対象者５００は、マーカ２００の位置に応じて自身の位置を調整することができる。例えば、対象者５００は、マーカ２００が目に当たらないように立ち位置を調整できる。
　（技術的効果）
　次に、本実施形態に係る認証システム１によって得られる技術的効果について説明する。
　図１から図７で説明したように、本実施形態に係る認証システム１では、認証処理を実行する際に、マーカ２００が投影され、対象者５００が生体であるか否かの判定が行われる。よって、例えば写真等を利用した“なりすまし”による攻撃を回避することができる。本実施形態のようにマーカ２００を利用すれば、比較的簡易な装置構成で、不正な認証突破を回避することができる。また、対象者５００に対して特別なアクションを要求することがないため、認証処理における対象者５００の負担を増加させることもない。
　＜付記＞
　以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）
　付記１に記載の判定システムは、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影させる投影制御手段と、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする判定システムである。
　（付記２）
　付記２に記載の判定システムは、前記判定手段は、前記画像内の前記マーカの位置、角度及び大きさの少なくとも１つに基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定することを特徴とする付記１に記載の判定システムである。
　（付記３）
　付記３に記載の判定システムは、前記判定手段は、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体でないと判定した場合に、なりすましが行われている旨を通知することを特徴とする付記１又は２に記載の判定システムである。
　（付記４）
　付記４に記載の判定システムは、前記投影制御手段は、前記対象者の背景部分に前記マーカを投影させることを特徴とする付記１から３のいずれか一項に記載の判定システムである。
　（付記５）
　付記５に記載の判定システムは、前記投影制御手段は、前記対象者に少なくとも部分的に重なるように前記マーカを投影させることを特徴とする付記１から３のいずれか一項に記載の判定システムである。
　（付記６）
　付記６に記載の判定システムは、前記投影制御手段は、不可視光で前記マーカを投影させることを特徴とする付記１から５のいずれか一項に記載の判定システムである。
　（付記７）
　付記７に記載の判定システムは、前記取得手段は、前記撮像手段から時間的に連続する複数の画像を取得し、前記判定手段は、前記複数の画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定することを特徴とする付記１から６のいずれか一項に記載の判定システムである。
　（付記８）
　付記８に記載の判定方法は、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定することを特徴とする判定方法である。
　（付記９）
　付記９に記載のコンピュータプログラムは、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定するようにコンピュータを動作させることを特徴とするコンピュータプログラムである。
　（付記１０）
　付記１０に記載の認証システムは、撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させる投影制御手段と、前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段と、前記対象者が生体であると判定された場合に、前記対象者の認証処理を実行する実行手段とを備えることを特徴とする認証システムである。
　本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う判定システム、判定方法、コンピュータプログラム、及び認証システムもまた本発明の技術思想に含まれる。
　１　認証システム
　１０　判定システム
　２０　投光器
　３０　カメラ
　４０　認証装置
　１０１　投影制御部
　１０２　画像取得部
　１０３　生体判定部
　２００　マーカ
　５００　対象者
　６００　攻撃者

Claims (10)

  1. 　撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させる投影制御手段と、
    　前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、
    　前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段と
    　を備えることを特徴とする判定システム。
  2. 　前記判定手段は、前記画像内の前記マーカの位置、角度及び大きさの少なくとも１つに基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の判定システム。
  3. 　前記判定手段は、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体でないと判定した場合に、なりすましが行われている旨を通知することを特徴とする請求項１又は２に記載の判定システム。
  4. 　前記投影制御手段は、前記対象者の背景部分に前記マーカを投影させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の判定システム。
  5. 　前記投影制御手段は、前記対象者に少なくとも部分的に重なるように前記マーカを投影させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の判定システム。
  6. 　前記投影制御手段は、不可視光で前記マーカを投影させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の判定システム。
  7. 　前記取得手段は、前記撮像手段から時間的に連続する複数の画像を取得し、
    　前記判定手段は、前記複数の画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の判定システム。
  8. 　撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、
    　前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、
    　前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する
    　ことを特徴とする判定方法。
  9. 　撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させ、
    　前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得し、
    　前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する
    　ようにコンピュータを動作させることを特徴とするコンピュータプログラム。
  10. 　撮像手段の画角内にランダムなマーカを投影手段に投影させる投影制御手段と、
    　前記撮像手段から前記マーカを含む対象者の画像を取得する取得手段と、
    　前記画像に含まれる前記マーカの状態に基づいて、前記撮像手段で撮像された前記対象者が生体であるか否かを判定する判定手段と、
    　前記対象者が生体であると判定された場合に、前記対象者の認証処理を実行する実行手段と
    　を備えることを特徴とする認証システム。
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