WO2026014231A1 - 認証システム及び認証方法 - Google Patents
認証システム及び認証方法Info
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- WO2026014231A1 WO2026014231A1 PCT/JP2025/022762 JP2025022762W WO2026014231A1 WO 2026014231 A1 WO2026014231 A1 WO 2026014231A1 JP 2025022762 W JP2025022762 W JP 2025022762W WO 2026014231 A1 WO2026014231 A1 WO 2026014231A1
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- image
- periocular
- user
- class
- inference model
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/117—Identification of persons
- A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
- G06F21/31—User authentication
- G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
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- G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
Definitions
- the processing performed by executing a program may be described with the program as the subject.
- a computer executes the program using a processor (e.g., a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit)) and performs the processing defined in the program using storage resources (e.g., memory) and interface devices (e.g., communication ports). Therefore, the entity performing the processing by executing a program may be the processor.
- the entity performing the processing by executing a program may be a controller, device, system, computer, or node having a processor.
- the entity performing the processing by executing a program may be any computing unit, and may include a dedicated circuit that performs specific processing.
- a dedicated circuit is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), CPLD (Complex Programmable Logic Device), etc.
- a program may be installed on a computer from a program source.
- the program source may be, for example, a program distribution server or a computer-readable storage medium. If the program source is a program distribution server, the program distribution server may include a processor and storage resources for storing the program to be distributed, and the processor of the program distribution server may distribute the program to be distributed to other computers.
- two or more programs may be realized as one program, or one program may be realized as two or more programs.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an authentication system 10 according to embodiment 1.
- the authentication system 10 is configured by connecting an information processing terminal 3 and a server 5 via a network 4 such as the Internet.
- the information processing terminal 3 photographs the face of the user to be authenticated and acquires a facial image. From the user's facial image, the information processing terminal 3 then acquires a left eye peripheral image including the area around the user's left eye and a right eye peripheral image including the area around the user's right eye. The information processing terminal 3 then acquires the feature amounts of the eye peripheral image including the user's left eye peripheral image and right eye peripheral image from the inference model. The information processing terminal 3 also acquires the feature amounts of the user's facial image.
- server 5 Based on the data of the user's periocular image, user ID, and side ID, server 5 performs parameter optimization processing for an inference model that uses the user's periocular image as input and estimates the features of the periocular image.
- the user ID is user identification information.
- the side ID is identification information that identifies whether the periocular image is a left periocular image or a right periocular image. The combination of user ID and side ID is called a class ID.
- the server 5 also compares the side ID and periocular image feature received from the information processing terminal 3 with the feature of a registered template stored on the server 5, which associates the periocular image feature with a class ID and registers it.
- the similarity score of the feature can be calculated using well-known techniques such as cosine similarity.
- the server 5 then narrows down the user IDs to registered templates whose periocular image feature similarity scores are equal to or greater than a threshold.
- the server 5 compares the features of the user's facial image received from the information processing terminal 3 with the features corresponding to the narrowed-down user IDs among the registered templates stored on the server 5, which associate facial image features with class IDs. The server 5 then extracts user IDs whose similarity scores for the facial image features are equal to or greater than a threshold, and returns these to the information processing terminal 3.
- the information processing terminal 3 is composed of a computer including, for example, a processor 30, memory 31, storage device 32, communication device 33, input device 34, image capture device 35, and display device 36.
- the processor 30 executes programs stored in the memory 31.
- the memory 31 includes a non-volatile storage element, ROM (Read Only Memory), and a volatile storage element, RAM (Random Access Memory).
- the ROM stores immutable programs (e.g., BIOS (Basic Input/Output System)).
- BIOS Basic Input/Output System
- the RAM is a high-speed, volatile storage element such as DRAM (Dynamic Random Access Memory), and temporarily stores programs executed by the processor 30 and data used when the programs are executed.
- the memory 31 stores, for example, a periocular area extraction program 311, an image inversion program 312, and a class estimation program 313.
- the input device 34 is a device such as a keyboard or mouse that accepts user input.
- the display device 36 is a device such as a display device or printer that outputs the results of program execution in a format that can be viewed by the user.
- the communication device 33 is a network interface device that controls communication with other devices according to a specified protocol.
- Memory 51 stores a periocular region extraction program 511, an image inversion program 512, a model parameter update program 513, a class probability calculation program 514, a model parameter update suppression program 515, and a feature similarity score calculation program 516.
- the storage device 52 stores teacher data 521, a training inference model 522, and a registered template 523.
- the teacher data 521 includes, for example, a user ID, a side ID, and an image of the area around the eyes.
- the registered template 523 is, for example, data that combines the user ID, side ID, and feature values into one.
- (User ID Estimation Process According to First Embodiment) 2 is a flowchart showing a user ID estimation process according to embodiment 1.
- user IDs are narrowed down by a periocular authentication process in the authentication system 10.
- the server 5 is an authentication server that manages enrolled templates for biometric authentication.
- step S104 the image inversion program 312 inverts the periocular image determined to be the pre-determined side in step S103. After step S104 is completed, the image inversion program 312 proceeds to step S105.
- Steps S103 and S104 flip the image around the eye on the predetermined side upside down, while the image around the eye on the opposite side, which is different from the predetermined side, is not converted and remains in its original state.
- step S106 the class estimation program 313 generates an authentication template for the left eye and an authentication template for the right eye, respectively, from the feature amounts of the periocular image of the left eye and the periocular image of the right eye acquired in step S105.
- an authentication template has the same configuration as the registered template 523 stored in the storage device 52 of the server 5, and does not have a user ID set.
- the authentication template generated in step S106 is not limited to one for each side ID of the right eye and left eye; multiple templates may be generated for each of the right eye and left eye from a series of images being captured.
- step S107 the class estimation program 313 sends the authentication templates for the left and right eyes generated in step S106 and the side ID to the server 5.
- step S108 the feature similarity score calculation program 516 compares the feature of the authentication template for the left eye received from the information processing terminal 3 with the feature of the registered templates 523 of multiple people who have been registered in advance.
- the feature similarity score calculation program 516 then extracts authentication templates (referred to as authentication template group 1) whose similarity score is equal to or greater than a threshold.
- step S109 the feature similarity score calculation program 516, as in step S108, compares the feature of the authentication template for the right eye received from the information processing terminal 3 with the feature of authentication templates of multiple people who have been registered in advance.
- the feature similarity score calculation program 516 then extracts authentication templates (referred to as authentication template group 2) whose similarity score is equal to or greater than a threshold. Steps S108 and S109 can be performed in any order.
- step S110 the feature similarity score calculation program 516 integrates authentication template groups 1 and 2 and extracts a final list of candidate user IDs. Some examples of the integration procedure are shown below.
- Integration procedure 1 Extract authentication templates common to authentication template groups 1 and 2, and use the user IDs included in the extracted authentication templates as a list of integrated user IDs.
- Integration procedure 2 An authentication template included in authentication template group 1 or 2 is extracted, and the user IDs included in the extracted authentication template are used as an integrated user ID list.
- Integration procedure 3 Among a group of authentication templates 1' generated for each of a plurality of right eye images, those that appear n times or more (or those whose similarity score is equal to or greater than a predetermined threshold th) are designated as authentication template group 1.
- authentication template group 2 Furthermore, among a group of authentication templates 2' generated for each of a plurality of left eye images, those that appear n times or more (or those whose similarity score is equal to or greater than a predetermined threshold th) are designated as authentication template group 2. Integration procedure 1 is applied to authentication template groups 1 and 2. (4) Integration procedure 4: Among the authentication template group 1' generated for each of a plurality of right eye images, those that appear n times or more (or those whose similarity score is equal to or greater than a predetermined threshold th) are designated as authentication template group 1.
- authentication template group 2 generated for each of a plurality of left eye images, those that appear n times or more (or those whose similarity score is equal to or greater than a predetermined threshold th) are designated as authentication template group 2. Integration procedure 2 is applied to authentication template groups 1 and 2.
- the candidate user ID list which is created by narrowing down candidates presumed to be users to be authenticated from the pre-registered registration templates 523 of multiple people through the above steps, can be used as input for a separate process at a later stage.
- ID-less authentication can be applied to face authentication, which performs authentication without the need to input a user ID in steps S111, S112, and S113.
- step S111 the class estimation program 313 extracts features from the facial image acquired in step S101 and generates an authentication template.
- This authentication template like the authentication template in step S106, has the same configuration as the enrollment template 523. However, unlike the enrollment template 523, this authentication template does not have side ID information and has facial features (second features) instead of periocular features.
- Existing technology for example, FaceNet
- FaceNet can be used to extract features from a facial image.
- step S112 the class estimation program 313 sends the authentication template generated in step S111 to the server 5.
- the feature similarity score calculation program 516 calculates a similarity score between the features of the facial image received from the information processing terminal 3 and the facial features of the registered template 523' corresponding to the candidate user ID list acquired in step S110.
- the registered template 523' (second registered template) stores facial features instead of periocular features in the registered template 523.
- the feature similarity score calculation program 516 then acquires user IDs whose similarity scores are equal to or greater than a threshold as a further narrowed down final candidate user ID list and transmits this to the information processing terminal 3.
- step S114 the feature extraction/authentication program 314 receives the final user ID list sent from the server 5 in step S113.
- the feature extraction/authentication program 314 determines whether the user ID is uniquely determined in the received final user ID list. If the user ID is uniquely determined (step S114 YES), the feature extraction/authentication program 314 determines that authentication is successful and proceeds to step S115. On the other hand, if the user ID is not uniquely determined (step S114 NO), the feature extraction/authentication program 314 returns to step S101, or proceeds to step S115 after a certain period of time has elapsed and displays an authentication error on the display device 36.
- step S115 the feature extraction/authentication program 314 displays the authentication status (authentication successful or authentication error) on the display device 36.
- the feature extraction/authentication program 314 may also display the uniquely narrowed down user ID on the display device 36 in addition to or instead of the authentication status.
- steps S108, S109, and S110 do not necessarily have to be performed by the server 5.
- the information processing terminal 3 may store the registered template 523 in the storage device 32, and steps S108, S109, and S110 may be executed by the feature similarity score calculation program 316.
- steps S111 to S114 may be omitted, and authentication result information may be output in step S115 indicating that authentication is successful if one or more candidate user IDs are obtained as a result of the processing in step S110, or indicating that authentication is an error if no candidate user IDs are obtained.
- the processes of steps S102 to S112 are performed by the information processing terminal 3.
- the information processing terminal 3 may only acquire the facial image in step S101, and the processes of steps S102 to S112 may be performed by the server 5.
- the accuracy of estimating the user ID (+side ID) for each of the left and right periocular images can be improved using the trained inference model 321.
- (Parameter Update Process According to the First Embodiment) 3 is a flowchart showing the parameter update process according to embodiment 1.
- the server 5 updates the parameters of the training inference model 522 for estimating the class ID of each periocular image.
- step S201 the periocular region extraction program 511 acquires a periocular image from the training data 521 in the storage device 52.
- step S202 the model parameter update program 513 determines whether the periocular image acquired in step S201 is a predetermined side (e.g., the right side). If the periocular image is a predetermined side (step S202 YES), the model parameter update program 513 proceeds to step S203; if it is not a predetermined side (step S202 NO), the model parameter update program 513 proceeds to step S203.
- a predetermined side e.g., the right side
- step S203 the image inversion program 512 inverts the periocular image determined to be the pre-determined side in step S202.
- step S203 the model parameter update program 513 proceeds to step S204.
- the model parameter update program 513 inputs the periocular images of the left and right eyes into the inference model in training 522 and obtains features for estimating the user ID + side ID.
- the features are, for example, fixed-length vectors in which each element is a real number.
- SE-ResNet a deep learning model, can be used as a means for outputting the features.
- the class probability calculation program 514 converts the features of the left and right eye periocular images into a probability distribution of class IDs with dimensions equal to the number of class IDs (user ID + side ID).
- the conversion means can use a fully connected layer following the SE-ResNet feature output layer (the number of input dimensions is the number of feature dimensions, and the number of output dimensions is the number of user IDs + side IDs), and a SoftMax function that converts the output value into a probability value between 0 and 1.
- the SoftMax function is SoftMax function 608 in Figure 4, described below.
- the model parameter update program 513 has a vector with the same number of output dimensions as the number of class IDs (user IDs + side IDs), and calculates the error with a probability distribution in which the class ID in the correct answer data corresponding to the class ID is 1 and all other IDs are 0.
- One method for calculating the error is cross-entropy, i.e., cross-entropy loss calculation with the teacher distribution.
- the model parameter update suppression program 515 suppresses the update of parameters of classes that are partly dependent on the inference model under training 522 during error backpropagation.
- Parameter updates are suppressed by setting the gradient information of all edges connecting to nodes in the fully connected layer of the class ID corresponding to the user ID + opposite side ID among the class IDs (user ID + side ID) to 0.
- the opposite side ID is the ID of a side (left eye) that is different from one of the pre-determined sides (for example, the right eye).
- step S208 the model parameter update program 513 uses backpropagation to update the parameters of the inference model under training 522.
- step S209 the model parameter update program 513 determines whether the parameter update termination condition is satisfied. If the parameter update termination condition is satisfied (step S209 YES), the model parameter update program 513 terminates the parameter update, and if the parameter update termination condition is not satisfied (step S209 NO), the process returns to step S201.
- the parameter update termination condition may be when parameter updates have been performed a predetermined number of times, when the error calculated in step S206 has not improved from the previous step, or when the error is sufficiently small.
- the in-training inference model 522 is adopted as the post-training inference model 321 at any time after the parameter update process is completed.
- the upside-down flip of the periocular images is performed only by the parameter update suppression process, and even if the user ID estimation process ( Figure 2) is not performed, it is expected that the estimation accuracy of the class IDs of the left and right periocular images will be improved.
- the accuracy of estimating the class IDs of the left and right periocular images can be improved using the trained inference model 321.
- (Backward Error Propagation in Parameter Update Processing According to the First Embodiment) 4 is an explanatory diagram of back-error propagation in the parameter update process according to embodiment 1.
- updating of some parameters of the inference model 522 during training is suppressed.
- Feature 605 represents the feature used to estimate the user ID + side ID of the input image 603.
- Class ID classifier 606 is an example implementation of class probability calculation program 514, and constitutes a fully connected layer (the number of input dimensions is the number of feature dimensions, and the number of output dimensions is the number of types of user ID + side ID).
- Class output 607 represents the output vector with the number of dimensions (user ID + side ID) output by class ID classifier 606.
- SoftMax function 608 represents a SoftMax function that normalizes class output 607 to a probability value between 0 and 1.
- Class probability distribution 609 represents a probability distribution consisting of a vector with the number of dimensions equal to the number of types of user ID + side ID.
- ID 612 represents the ID of the input image (user ID + side ID).
- ID 613 represents the user ID + opposite side ID.
- Error backpropagation 621 represents the state of backpropagation of the error of the node corresponding to the user ID + side ID in the class-specific output 607.
- Error backpropagation 622 represents the state of backpropagation of the error of the node corresponding to the user ID + opposite side ID in the class-specific output 607.
- node 623 represents the node (or output) corresponding to the user ID + side ID.
- step S206 of Figure 3 in this embodiment the error between the class probability distribution 609 and the teacher probability distribution 610 is calculated (error calculation 611). Then, in step S207, the gradient of all error backpropagation 622 connecting to the node 623 corresponding to the user ID + opposite side ID in the class-specific output 607 is set to 0, and error backpropagation connecting to other nodes is carried out as usual.
- the similarity score of a pair (different class pair) where the user ID is the same but the side ID is different may be close to the similarity score of a pair (same class pair) where both the user ID and side ID are the same.
- one periocular image, which is a left-right reverse of the other is similar to the other periocular image. In this case, it may be difficult to improve the accuracy of estimating the class IDs of the left and right periocular images.
- the accuracy of estimating the class IDs of the images around the left and right eyes can be improved in the post-training inference model 321 after parameter updates.
- Images after image rotation, in which the periocular image is rotated counterclockwise by a predetermined angle ⁇ , are expected to improve the estimation accuracy of the class IDs of the left and right periocular images in the post-training inference model 321 after parameter updates, just like images after upside-down inversion.
- the image transformation of the predetermined side periocular image may be an appropriate combination of image inversion (left-right or up-down inversion) and the image rotation described above.
- image transformation that combines image inversion and image rotation the order in which the image inversion and image rotation are performed does not matter.
- image transformation is performed on a predetermined one of the user's left and right periocular images, including image inversion (including up-down or left-right inversion) and image rotation (rotation by a predetermined angle about a predetermined center).
- image inversion including up-down or left-right inversion
- image rotation rotation by a predetermined angle about a predetermined center.
- the periocular image including the one periocular image that has undergone image transformation is input to an inference model, and user authentication is performed based on the feature values of the periocular image output from the inference model.
- this embodiment can improve the estimation accuracy of the class IDs of the left and right periocular images.
- candidates who are presumed to be the user are narrowed down based on the results of comparing the features of the periocular image with the features in the registered template, and the user is authenticated based on the results of comparing the features of the facial image of the candidate with the features of the facial image in the registered template. Therefore, according to this embodiment, ID-less authentication can be applied to facial authentication.
- the parameters of the inference model for the features of the periocular image when updating the parameters of the inference model for the features of the periocular image, the parameters are updated to reduce errors in the class ID of the periocular image with the opposite side ID in the correct answer data for the user corresponding to the periocular image.
- updating of parameters related to the class ID of the periocular image with the opposite side ID is stopped. Therefore, according to this embodiment, the estimation accuracy of the class IDs of the left and right periocular images using the inference model can be improved. Furthermore, even if the periocular image is flipped upside down only in the parameter update suppression process and not in the user ID estimation process ( Figure 2), the estimation accuracy of the class IDs of the left and right periocular images can be improved.
- ID-less face authentication is performed, in which face authentication is performed based on an input face image of a user without inputting a user ID.
- face authentication is performed based on an input face image of a user without inputting a user ID.
- user authentication can also be performed based on an input user ID and a face image of the user.
- a second embodiment a form in which user authentication is performed based on an input user ID and a face image of the user will be described.
- step S101a is executed before step S101.
- step S107a is executed instead of step S107.
- steps S108a to S112a are executed instead of steps S108 to S114.
- Other steps that are the same as those in the user ID estimation processing according to the first embodiment are assigned the same step numbers, and descriptions thereof will be omitted.
- step S101a the information processing terminal 3 acquires the input user ID.
- step S107a the class estimation program 313 transmits the left and right eye authentication templates generated in step S106 and the user ID and side ID received in step S101a to the server 5.
- step S108a the feature similarity score calculation program 516 obtains from the registered templates 523 an authentication template that corresponds to the combination of user ID and side ID received from the information processing terminal 3.
- step S109a the feature similarity score calculation program 516 compares the authentication template for the left eye received from the information processing terminal 3 with the features of the authentication template acquired in step S108a, and calculates the similarity score for the left eye.
- step S110a the feature similarity score calculation program 516 compares the authentication template for the right eye received from the information processing terminal 3 with the features of the authentication template acquired in step S108a, and calculates the similarity score for the right eye.
- Steps S109a and S110a can be performed in any order.
- step S111a the feature similarity score calculation program 516 integrates the similarity scores calculated in steps S109a and S110a and performs an authentication decision.
- the feature similarity score calculation program 516 transmits the authentication result to the information processing terminal 3.
- the authentication determination in step S111a is performed as follows: authentication determination 1 or authentication determination 2.
- Authentication decision 1 If the similarity score for the left eye or the right eye is equal to or greater than a preset threshold Th, the authentication is deemed successful; if it is less than the threshold Th, the authentication is deemed unsuccessful.
- Authentication decision 2 If the similarity score for the left eye and the similarity score for the right eye are equal to or greater than a preset threshold Th, the authentication is deemed successful; if they are less than the threshold Th, the authentication is deemed unsuccessful.
- the similarity score for each of the left and right periocular images may be selected from among multiple consecutive periocular images with the highest similarity score.
- step S112a the class estimation program 313 receives authentication result information from the server 5. If the class estimation program 313 receives information indicating successful authentication, it displays the result on the display device 36 in step S115. On the other hand, if authentication fails, the class estimation program 313 returns processing to step S101, or displays an authentication error on the display device 36 after a certain period of time has elapsed.
- the post-training inference model 321 can be used to improve the estimation accuracy of the user ID + side ID of the periocular images of the left and right eyes, even in ID authentication where the user ID is entered during authentication.
- step S206a is executed instead of step S206
- step S207a is executed instead of step S207.
- steps S206a is executed instead of step S206
- step S207a is executed instead of step S207.
- Other steps that are the same as those in the parameter update process according to the third embodiment are given the same step numbers, and descriptions thereof will be omitted.
- step S206a the model parameter update suppression program 515 sets the probability value of the class ID corresponding to the user ID + opposite side ID in the probability distribution of class IDs with dimensions equal to the number of types of class IDs (user ID + side ID) in step S205 to 0.
- the opposite side ID is the side ID on the opposite side of a given side ID.
- step S207a the model parameter update program 513 performs an error calculation.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. Furthermore, the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, configurations can be replaced or added, not just deleted. Furthermore, embodiments of the present invention also include forms in which some or all of the above-described embodiments are combined as appropriate to achieve consistency. Furthermore, the order of execution of each step of the various processes in the above-described embodiments can be changed as long as the processing results are the same.
- the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware, for example by designing them as integrated circuits.
- the present invention can also be realized by software program code that realizes the functions of the embodiments.
- a recording medium on which the program code is recorded is provided to a computer, and the processor of the computer reads the program code stored in the recording medium.
- the program code itself read from the recording medium will realize the functions of the aforementioned embodiments, and the program code itself and the recording medium on which it is stored constitute the present invention.
- Recording media for supplying such program code include, for example, flexible disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, hard disks, SSDs (Solid State Drives), optical disks, magneto-optical disks, CD-Rs, magnetic tape, non-volatile memory cards, ROMs, etc.
- program code that realizes the functions described in this embodiment can be implemented in a wide range of programming or scripting languages, such as assembler, C/C++, Perl, Shell, PHP, and Java (registered trademark).
- control lines and information lines are those considered necessary for explanation, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. All components may be interconnected.
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Abstract
認証システムは、左眼周囲画像及び右眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含むフリップ画像変換と、一方の眼周囲画像の所定の中心に関して一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる回転画像変換と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施した一方の眼周囲画像を含む眼周囲画像を推論モデルへ入力して眼周囲画像の特徴量を取得する。そして認証システムは、取得した特徴量と、ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDとユーザの左眼周囲画像又は右眼周囲画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている登録テンプレートにおける特徴量と、の比較結果に基づいて、ユーザの認証を行う。
Description
本発明は、認証システム及び認証方法に関する。
近年、スマートフォンやタブレット等の普及と共に、インターネットを介したモバイル環境での電子商取引やインターネットバンキング利用が拡大している。また小売店等では、スマートフォンとQRコード(登録商標)を利用したキャッシュレス決済の利用が進んでいる。このように近年、インターネットを介したリモート取引が急速に拡大しつつある。
しかし、リモート取引の拡大と共に、アカウント情報の漏洩やなりすまし等の不正利用による被害が後を絶たず、今後も被害規模が拡大していくことが懸念される。そこで不正利用を防止するため、リモート取引において、高い精度で本人を認証するため、顔や指紋、虹彩、静脈といった生体情報を用いる本人認証手段を採用する動きが広がりつつある。
ここで顔の画像を用いる顔認証は、精度と利便性が高い本人認証手段であるものの、個人端末での利用を除き、現場店舗等での本格的な普及には至っていない。これは、マスク着用時に認証対象者の口元の画像を取得できないため、利便性向上のために普及しつつあるIDレス認証において用いることが難しいためである。よって、顔認証を補完する手段として、顔と同時に撮影される眼の周囲の画像に基づく眼周囲の特徴を用いた手法が提案されている(例えば非特許文献1参照)。
Karan Ahuja, etc.,"A Preliminary Study of CNNs for Iris and Periocular Verification inthe Visible Spectrum.",[online], 2016 23rd International Conference on Pattern Recognition (ICPR).
上述の非特許文献1に開示の従来技術では、左眼及び右眼の眼周囲画像を水平方向に反転させ学習データを拡充させて、認証を行うモデルを学習することで、認証精度の改善を図っている。しかし、左右反転して向きを揃えた場合、本人の左眼か右眼かの区別が付きにくく、精度向上の余地があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、顔認証において認証精度をより向上させることを目的とする。
本発明は、上述の目的を達成するために、一態様として、ユーザの認証を行う認証システムであって、前記認証システムは、プロセッサと、メモリと、を有し、前記プロセッサは、前記ユーザの顔画像から、該ユーザの左眼及び該左眼の周囲を含んだ左眼周囲画像と、該ユーザの右眼及び該右眼の周囲を含んだ右眼周囲画像と、を含む眼周囲画像を取得し、取得した前記眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、該一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含む画像反転と、該一方の眼周囲画像の所定の中心に関して該一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施し、前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像を推論モデルに入力し、ここで該推論モデルは、入力された眼周囲画像に対して該眼周囲画像の特徴量を出力する推論モデルであり、前記眼周囲画像の入力に対して前記推論モデルから出力された前記眼周囲画像の特徴量を取得し、取得した前記特徴量と、前記ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDと該ユーザの前記左眼周囲画像及び前記右眼周囲画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている登録テンプレートにおける該特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザの認証を行うことを特徴とする。
本発明によれば、顔認証において認証精度をより向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態における実施例は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
各種情報の例として、「テーブル」、「リスト」、「キュー」、「データベース」等の表現にて説明することがあるが、各種情報はこれら以外のデータ構造で表現されてもよい。例えば、「XXテーブル」、「XXリスト」、「XXキュー」等の各種情報は、「XX情報」としてもよい。識別情報について説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「ID」、「番号」等の表現を用いるが、これらは互いに置換が可能である。
同一あるいは同様の機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。また、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
実施例において、プログラムを主語として、プログラムを実行して行う処理を説明する場合がある。ここで、計算機は、プロセッサ(例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit))によりプログラムを実行し、記憶資源(例えばメモリ)やインターフェースデバイス(例えば通信ポート)等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサとしてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。ここで、専用回路とは、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)等である。
プログラムは、プログラムソースから計算機にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施例において、2以上のプログラムが1つのプログラムとして実現されてもよいし、1つのプログラムが2以上のプログラムとして実現されてもよい。
[実施形態1]
(実施形態1に係る認証システム10の構成)
図1は、実施形態1に係る認証システム10の構成図である。認証システム10は、情報処理端末3とサーバ5がインターネット等のネットワーク4を介して接続されて構成される。
(実施形態1に係る認証システム10の構成)
図1は、実施形態1に係る認証システム10の構成図である。認証システム10は、情報処理端末3とサーバ5がインターネット等のネットワーク4を介して接続されて構成される。
情報処理端末3は、認証対象のユーザの顔を撮影して顔画像を取得する。そして情報処理端末3は、ユーザの顔画像から、ユーザの左眼の周囲を含む左眼周囲画像と、ユーザの右眼の周囲を含む右眼周囲画像を取得する。そして情報処理端末3は、ユーザの左眼周囲画像及び右眼周囲画像を含む眼周囲画像の特徴量を推論モデルから取得する。また情報処理端末3は、ユーザの顔画像の特徴量を取得する。
サーバ5は、ユーザの眼周囲画像、ユーザID、及びサイドIDのデータに基づいて、ユーザの眼周囲画像を入力として眼周囲画像の特徴量を推定する推論モデルのパラメータの最適化処理を行う。ユーザIDは、ユーザの識別情報である。サイドIDは、眼周囲画像が左眼周囲画像と右眼周囲画像の何れの画像であるかの識別情報である。ユーザID+サイドIDの組合せをクラスIDという。
またサーバ5は、情報処理端末3から受信したサイドIDと眼周囲画像の特徴量を、サーバ5に保管されている眼周囲画像の特徴量とクラスIDとを対応付けて登録している登録テンプレートの特徴量と照合する。特徴量の類似度スコアは、コサイン類似度等の周知技術を用いることができる。そしてサーバ5は、眼周囲画像の特徴量の類似度スコアが閾値以上の登録テンプレートのユーザIDへと絞り込む。
さらにサーバ5は、情報処理端末3から受信したユーザの顔画像の特徴量を、サーバ5に保管されている顔画像の特徴量とクラスIDとを対応付けて登録している登録テンプレートのうち、絞り込んだユーザIDに対応する特徴量と照合する。そしてサーバ5は、顔画像の特徴量の類似度スコアが閾値以上のユーザIDを抽出し、情報処理端末3へ返却する。
情報処理端末3は、例えば、プロセッサ30、メモリ31、記憶装置32、通信装置33、入力装置34、画像撮影装置35、及び表示装置36を含む計算機によって構成される。
プロセッサ30は、メモリ31に格納されたプログラムを実行する。メモリ31は、不揮発性の記憶素子であるROM(Read Only Memory)及び揮発性の記憶素子であるRAM(Random Access Memory)を含む。ROMは、不変のプログラム(例えば、BIOS(Basic Input/Output System))等を格納する。RAMは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、プロセッサ30が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。メモリ31には、例えば眼周囲領域抽出プログラム311、画像反転プログラム312、及びクラス推定プログラム313が格納される。
記憶装置32は、例えば、磁気記憶装置(HDD(Hard Disk Drive))、フラッシュメモリ(SSD(Solid State Drive))等の大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、プロセッサ30が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。すなわち、プログラムは、記憶装置32から読み出されて、メモリ31にロードされ、プロセッサ30によって実行される。もしくはサーバ5からメモリ31にロードされて、プロセッサ30によって実行される。記憶装置32は、訓練後推論モデル321を保持し、メモリ31にあるクラス推定プログラム313によりメモリ31へロードされ、ユーザID推定処理に用いられる。
入力装置34は、ユーザ入力を受付けるキーボードやマウス等の装置である。表示装置36は、プログラムの実行結果をユーザが視認可能な形式で出力するディスプレイ装置やプリンタ等の装置である。通信装置33は、所定のプロトコルに従って他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。
サーバ5は、例えば、プロセッサ50、メモリ51、記憶装置52、通信装置53、入力装置54、及び表示装置56を含む計算機によって構成される。プロセッサ50、メモリ51、記憶装置52、通信装置53、入力装置54、及び表示装置56は、プロセッサ30、メモリ31、記憶装置32、通信装置33、入力装置34、画像撮影装置35、及び表示装置36と同様のハードウェアであり、説明を省略する。
メモリ51には、眼周囲領域抽出プログラム511、画像反転プログラム512、モデルパラメータ更新プログラム513、クラス確率計算プログラム514、モデルパラメータ更新抑制プログラム515、特徴量類似度スコア計算プログラム516が格納される。
記憶装置52は、教師データ521、訓練中推論モデル522、及び登録テンプレート523を保持する。教師データ521は、例えばユーザIDとサイドIDと眼周囲画像とを含んで構成される。登録テンプレート523とは、例えば、ユーザID、サイドID、及び特徴量を1つにまとめたデータである。
(実施形態1に係るユーザID推定処理)
図2は、実施形態1に係るユーザID推定処理を示すフローチャートである。実施形態1に係るユーザID推定処理では、認証システム10での眼周囲認証処理によってユーザIDの絞込みを行う。サーバ5は、生体認証用の登録テンプレートを管理する認証サーバである。
図2は、実施形態1に係るユーザID推定処理を示すフローチャートである。実施形態1に係るユーザID推定処理では、認証システム10での眼周囲認証処理によってユーザIDの絞込みを行う。サーバ5は、生体認証用の登録テンプレートを管理する認証サーバである。
先ずステップS101では、眼周囲領域抽出プログラム311は、画像撮影装置35により、ユーザの顔画像を取得する。次にステップS102では、眼周囲領域抽出プログラム311は、ステップS101で取得した顔画像から左眼の眼周囲画像及び右眼の眼周囲画像を取得する。顔画像から眼周囲画像を切出すには、既存技術であるMediaPipe/Face Meshの特定のランドマーク座標出力を用いることができる。
次にステップS103では、画像反転プログラム312は、ステップS102で取得した眼周囲画像が事前に定めたサイドか(例えば右眼側)を判定する。画像反転プログラム312は、眼周囲画像が事前に定めたサイドである場合(ステップS103YES)にステップS104へ処理を移し、事前に定めたサイドとは異なる反対サイドである場合(ステップS103NO)にステップS105へ処理を移す。
ステップS104では、画像反転プログラム312は、ステップS103で事前に定めたサイドであると判定した眼周囲画像を上下反転する。画像反転プログラム312は、ステップS104が終了すると、ステップS105へ処理を移す。
ステップS103~S104によって、事前に定めたサイドの眼周囲画像は上下反転され、事前に定めたサイドとは異なる反対サイドの眼周囲画像は画像変換が行われず元の状態が維持される。
次にステップS105では、クラス推定プログラム313は、左眼の眼周囲画像及び右眼の眼周囲画像を訓練後推論モデル321へ入力し、訓練後推論モデル321からユーザID+サイドIDの推定用の特徴量を取得する。特徴量の例として、各要素が実数である固定長ベクトルがある。
次にステップS106では、クラス推定プログラム313は、ステップS105で取得した左眼の眼周囲画像及び右眼の眼周囲画像の各特徴量から、左眼の認証テンプレート及び右眼の認証テンプレートをそれぞれ生成する。ここで、認証テンプレートとは、サーバ5の記憶装置52内に保持された登録テンプレート523と同様の構成を持ち、ユーザIDが未設定となっているものである。またステップS106で生成される認証テンプレートは、右眼及び左眼のサイドID毎に1つとは限らず、撮影中の一連の画像から右眼及び左眼毎に複数生成してもよい。
次にステップS107では、クラス推定プログラム313は、ステップS106で生成した左眼及び右眼の認証テンプレートとサイドIDとをサーバ5に送信する。
次にステップS108では、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、情報処理端末3から受信した左眼の認証テンプレートの特徴量を、事前に登録済みの複数人の登録テンプレート523の特徴量と照合する。そして特徴量類似度スコア計算プログラム516は、類似度スコアが閾値以上の認証テンプレート(認証テンプレート群1とする)を抽出する。
ステップS109では、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、ステップS108と同様に、情報処理端末3から受信した右眼の認証テンプレートの特徴量を、事前に登録済みの複数人の認証テンプレートの特徴量と照合する。そして特徴量類似度スコア計算プログラム516は、類似度スコアが閾値以上の認証テンプレート(認証テンプレート群2とする)を抽出する。ステップS108及びステップS109は、順不同である。
次にステップS110では、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、認証テンプレート群1及び2を統合し、最終的な候補ユーザIDのリストを抽出する。以下に、統合手順の例をいくつか示す。
(1)統合手順1:認証テンプレート群1及び2に共通する認証テンプレートを抽出し、抽出した認証テンプレートに含まれるユーザIDを統合後のユーザIDリストとする。
(2)統合手順2:認証テンプレート群1もしくは2に含まれる認証テンプレートを抽出し、抽出した認証テンプレートに含まれるユーザIDを統合後のユーザIDリストとする。
(3)統合手順3:複数の右眼の画像毎に生成される認証テンプレート群1´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群1とする。また、複数の左眼の画像毎に生成される認証テンプレート群2´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群2とする。認証テンプレート群1及び2に対して、統合手順1を適用する。
(4)統合手順4:複数の右眼の画像毎に生成される認証テンプレート群1´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群1とする。また、複数の左眼の画像毎に生成される認証テンプレート群2´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群2とする。認証テンプレート群1及び2に対して、統合手順2を適用する。
(2)統合手順2:認証テンプレート群1もしくは2に含まれる認証テンプレートを抽出し、抽出した認証テンプレートに含まれるユーザIDを統合後のユーザIDリストとする。
(3)統合手順3:複数の右眼の画像毎に生成される認証テンプレート群1´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群1とする。また、複数の左眼の画像毎に生成される認証テンプレート群2´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群2とする。認証テンプレート群1及び2に対して、統合手順1を適用する。
(4)統合手順4:複数の右眼の画像毎に生成される認証テンプレート群1´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群1とする。また、複数の左眼の画像毎に生成される認証テンプレート群2´のうち、n回以上出現するもの(もしくは類似度スコアが事前に決めた閾値th以上のもの)を認証テンプレート群2とする。認証テンプレート群1及び2に対して、統合手順2を適用する。
以上のステップにより、事前に登録済みの複数人の登録テンプレート523から認証対象のユーザと推定される候補が絞り込まれた候補ユーザIDリストは、後段の別処理の入力として用いることができる。すなわち候補ユーザIDリストを初期候補のユーザIDのリストとして用いることで、顔認証に、ステップS111、S112、S113のユーザIDの入力なしで認証を行うIDレス認証を適用することができる。
ステップS111では、クラス推定プログラム313は、ステップS101で取得した顔画像から特徴量を抽出し、認証テンプレートを生成する。この認証テンプレートは、ステップS106における認証テンプレートと同じく、登録テンプレート523と同様の構成を持つ。ただしこの認証テンプレートは、登録テンプレート523とは異なり、サイドID情報を持たず、眼周囲特徴量の代わりに顔特徴量(第2の特徴量)を持つ。顔画像の特徴量の抽出には、既存の技術(例えば、FaceNet)を用いることができる。
次にステップS112では、クラス推定プログラム313は、ステップS111で生成した認証テンプレートをサーバ5に送信する。
次にステップS113では、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、情報処理端末3から受信した顔画像の特徴量と、ステップS110で取得した候補ユーザIDリストに該当する登録テンプレート523´の顔特徴量との類似度スコアを計算する。登録テンプレート523´(第2の登録テンプレート)は、登録テンプレート523において眼周囲特徴量の代わりに顔特徴量が格納されている。そして特徴量類似度スコア計算プログラム516は、類似度スコアが閾値以上であるユーザIDを、さらに絞り込まれた最終的な候補ユーザIDリストとして取得し、情報処理端末3に送信する。
次にステップS114では、特徴量抽出・認証プログラム314は、サーバ5からステップS113で送信された最終的なユーザIDリストを受信する。そして特徴量抽出・認証プログラム314は、受信した最終的なユーザIDリストにおいてユーザIDが一意に定まっているか否かを判定する。特徴量抽出・認証プログラム314は、ユーザIDが一意に定まっている場合(ステップS114YES)に認証成功と判定してステップS115へ処理を移す。一方特徴量抽出・認証プログラム314は、ユーザIDが一意に定まっていない場合(ステップS114NO)にステップS101へ処理を戻す、もしくは一定時間経過後にステップS115へ処理を移して表示装置36に認証エラーを表示する。
ステップS115では、特徴量抽出・認証プログラム314は、表示装置36に認証ステータス(認証成功又は認証エラー)を表示する。ステップS115では、特徴量抽出・認証プログラム314は、表示装置36に、認証ステータスに加え又は代えて、一意に絞り込まれたユーザIDを表示してもよい。
なお、ステップS108、S109、S110は必ずしもサーバ5で行われる必要はない。すなわち情報処理端末3は、登録テンプレート523を記憶装置32に保持しておき、特徴量類似度スコア計算プログラム316によって、ステップS108、S109、S110が実行されてもよい。
またステップS111~114は省略可能であり、ステップS110の処理結果として1つ以上の候補ユーザIDが得られた場合に認証成功、何れの候補ユーザIDも得られなかった場合に認証エラーとする認証結果情報が、ステップS115で出力されてもよい。
なお本実施形態では、ステップS102~S112の各処理を情報処理端末3で行うとしている。しかし情報処理端末3は、ステップS101の顔画像取得のみを行い、ステップS102~S112の各処理はサーバ5で行われてもよい。
本実施形態によれば、訓練後推論モデル321を用いて左右夫々の眼周囲画像のユーザID(+サイドID)の推定精度を向上させることができる。
(実施形態1に係るパラメータ更新処理)
図3は、実施形態1に係るパラメータ更新処理を示すフローチャートである。実施形態1に係るパラメータ更新処理では、サーバ5において、各眼周囲画像のクラスIDを推定するための訓練中推論モデル522のパラメータが更新される。
図3は、実施形態1に係るパラメータ更新処理を示すフローチャートである。実施形態1に係るパラメータ更新処理では、サーバ5において、各眼周囲画像のクラスIDを推定するための訓練中推論モデル522のパラメータが更新される。
先ずステップS201では、眼周囲領域抽出プログラム511は、記憶装置52内の教師データ521から眼周囲画像を取得する。次にステップS202では、モデルパラメータ更新プログラム513は、ステップS201で取得した眼周囲画像が事前に定めたサイド(例えば右側)かを判定する。モデルパラメータ更新プログラム513は、眼周囲画像が事前に定めたサイドである場合(ステップS202YES)にステップS203へ処理を移し、事前に定めたサイドでない場合(ステップS202NO)にステップS203へ処理を移す。
ステップS203では、画像反転プログラム512は、ステップS202で事前に定めたサイドと判定した眼周囲画像を上下反転する。モデルパラメータ更新プログラム513は、ステップS203が終了すると、ステップS204へ処理を移す。
ステップS204では、モデルパラメータ更新プログラム513は、左眼及び右眼の眼周囲画像を訓練中推論モデル522へ入力し、ユーザID+サイドIDの推定用の特徴量を取得する。特徴量は、例えば各要素が実数である固定長ベクトルである。特徴量の出力手段としては、深層学習モデルの一つであるSE-ResNetを用いることができる。
次にステップS205では、クラス確率計算プログラム514は、左眼及び右眼の眼周囲画像の特徴量を、クラスID(ユーザID+サイドID)の種類数分の次元のクラスIDの確率分布に変換する。変換手段は、SE-ResNetの特徴量出力層の後に続く全結合層(入力次元数を特徴量次元数、出力次元数ユーザID+サイドID数)と、出力値を0から1の確率値に変換するSoftMax関数を用いることができる。SoftMax関数は、後述の図4のSoftMax関数608である。
次にステップS206では、モデルパラメータ更新プログラム513は、クラスID(ユーザID+サイドID)の数と同じ出力次元数のベクトルをもち、クラスIDに該当する正解データにおけるクラスIDを1、それ以外を0とする確率分布との誤差を計算する。誤差計算の一手法としては、クロスエントロピー、すなわち教師分布とのクロスエントロピーロス計算を用いることができる。
次にステップS207では、モデルパラメータ更新抑制プログラム515は、誤差逆伝搬時に、訓練中推論モデル522の一部の依存関係にあるクラスのパラメータの更新を抑制する。パラメータの更新の抑制は、クラスID(ユーザID+サイドID)のうちユーザID+反対サイドIDに対応するクラスIDの全結合層のノードに接続するすべてのエッジの勾配情報を0とすることで行う。反対サイドIDとは、事前に定められた一方のサイド(例えば右眼)とは異なるサイド(左眼)のIDである。
次にステップS208では、モデルパラメータ更新プログラム513は、誤差逆伝搬を用いて、訓練中推論モデル522のパラメータを更新する。
次にステップS209では、モデルパラメータ更新プログラム513は、パラメータ更新の終了条件が満されているかを判定する。モデルパラメータ更新プログラム513は、パラメータ更新の終了条件が満されている場合(ステップS209YES)にパラメータ更新を終了し、満されていない場合(ステップS209NO)にステップS201へ処理を戻す。パラメータ更新の終了条件は、所定の回数パラメータ更新を行った、ステップS206で計算される誤差が前回ステップから改善しない場合、もしくは誤差が十分小さい場合等がある。
訓練中推論モデル522は、パラメータ更新処理の終了後、任意のタイミングで訓練後推論モデル321として採用される。
なお本実施形態において、眼周囲画像の上下反転は、パラメータ更新抑制処理のみで行われ、ユーザID推定処理(図2)は行われない場合でも、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることが期待できる。
本実施形態によれば、訓練後推論モデル321を用いて、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
(実施形態1に係るパラメータ更新処理における逆誤差伝搬)
図4は、実施形態1に係るパラメータ更新処理における逆誤差伝搬の説明図である。本実施形態では、モデルパラメータ更新処理時に、訓練中推論モデル522の一部のパラメータの更新が抑制される。
図4は、実施形態1に係るパラメータ更新処理における逆誤差伝搬の説明図である。本実施形態では、モデルパラメータ更新処理時に、訓練中推論モデル522の一部のパラメータの更新が抑制される。
画像603は、眼周囲画像の一例を表す。ユーザID601“002”は、画像603のユーザIDを表す。サイドID602“L”は、画像603が、右眼(“R”)及び左眼(“L”)の何れであるかを示すサイドIDを表す。推論モデル604は、画像を入力として特徴量605を出力する訓練中推論モデル522を表す。
特徴量605は、入力された画像603のユーザID+サイドIDを推定するための特徴量を表す。クラスID分類器606は、クラス確率計算プログラム514の実現例であり、全結合層(入力次元数を特徴量の次元数、出力次元数をユーザID+サイドIDの種類数とする)を構成する。
クラス別出力607は、クラスID分類器606によって出力された次元数(ユーザID+サイドID)となる出力ベクトルを表す。SoftMax関数608は、クラス別出力607を、0~1の確率値に正規化するSoftMax関数を表す。クラス確率分布609は、ユーザID+サイドIDの種類数の次元数のベクトルからなる確率分布を表す。
教師確率分布610は、ユーザID+サイドIDの種類数の次元数のベクトルをもち、ユーザID+サイドIDに該当する正解データにおけるクラスIDを1、それ以外を0とする確率分布を表す。誤差計算611は、クラス確率分布609と教師確率分布610との誤差を計算する計算処理を表す。誤差計算の一手法としては、クロスエントロピーを用いることができる。
ID612は、入力画像のID(ユーザID+サイドID)を表す。ID613は、ユーザID+反対サイドIDを表す。誤差逆伝搬621は、クラス別出力607のうち、ユーザID+サイドIDに該当するノードの誤差の逆伝搬の様子を表す。誤差逆伝搬622は、クラス別出力607のうち、ユーザID+反対サイドIDに該当するノードの誤差の逆伝搬の様子を表す。クラス別出力607のうち、ノード623は、ユーザID+サイドIDに対応するノード(もしくは出力)を表す。
本実施形態の図3のステップS206では、クラス確率分布609と教師確率分布610の誤差が計算(誤差計算611)される。その後、ステップS207において、クラス別出力607のうち、ユーザID+反対サイドIDに対応するノード623に接続する全ての誤差逆伝搬622の勾配が0にされ、その他のノードに接続する誤差逆伝搬は通常通り実施される。
本実施形態によれば、ユーザID+サイドIDの画像の学習時に、ユーザID+反対サイドIDにかかるパラメータ更新を抑制することができ、訓練後推論モデル321によって左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
(実施形態1に係る眼周囲画像の画像変換の概要)
次に図5を参照して、実施形態1に係る眼周囲画像の画像変換の概要を説明する。図5は、ステップS104において実施する画像反転処理後の画像の具体例を示す模式図である。画像701及び画像702は、画像撮影装置35により取得された顔画像からステップS102において取得された眼周囲画像を表す。画像701は右眼の眼周囲画像、画像702は左眼の眼周囲画像を表す。また、画像703は、画像701を左右反転した画像を表す。また画像705は、画像701を上下反転した画像を表す。
次に図5を参照して、実施形態1に係る眼周囲画像の画像変換の概要を説明する。図5は、ステップS104において実施する画像反転処理後の画像の具体例を示す模式図である。画像701及び画像702は、画像撮影装置35により取得された顔画像からステップS102において取得された眼周囲画像を表す。画像701は右眼の眼周囲画像、画像702は左眼の眼周囲画像を表す。また、画像703は、画像701を左右反転した画像を表す。また画像705は、画像701を上下反転した画像を表す。
ここで左右反転は、図5(a)及び図5(b)に示すように、ある軸に関する画像の各画素の左右での入替え処理である。また上下反転とは、図5(a)及び図5(c)に示すように、ある軸に関する画像の各画素の上下での入替え処理である。
上下反転画像である画像705と画像706の組合せでは、眉毛の位置や目の形状に明らかな差がみられ、同じユーザIDであっても、左右の眼周囲画像が誤認証される確率が非常に低くなり、結果、トータルの認証精度も改善する。
これに対し、画像反転処理をしない画像701と画像702の組合せでは、左右の眼周囲画像の特徴を捉えられる可能性はあるが、上下反転した画像705を使う場合と比べると、左右の眼周囲画像の差が明確とならない。
また左右反転画像である画像703と画像704の組合せでは、ユーザIDが同一でサイドIDが異なる場合のペア(別クラスペア)の類似度スコアと、ユーザID+サイドIDの何れも同じ場合のペア(同クラスペア)の類似度スコアに近接する場合がある。これは、一方の眼周囲画像を左右反転した眼周囲画像が他方の眼周囲画像と類似するケースにおいて発生する。この場合に、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度の向上の障害となる場合がある。
以上から、事前に決めた例えばサイドIDが右側の眼周囲画像を上下反転する処理により、パラメータ更新後の訓練後推論モデル321において、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
(実施形態1に係る眼周囲画像の変換処理の変形例)
次に図6を参照して、実施形態1に係る眼周囲画像の変換処理の変形例を説明する。
次に図6を参照して、実施形態1に係る眼周囲画像の変換処理の変形例を説明する。
実施形態1では、予め定められたサイド(左眼又は右眼)の眼周囲画像を上下反転させた。しかし眼周囲画像の画像変換は、上下反転に限らない。図6(a)に示す予め定められたサイドの眼周囲画像の画像707を、図6(b)に示すように、その中心Oを原点とするXY座標系においてX軸となす所定角度θ(θは固定値、例えば90°)だけ反時計回り(または時計回り)に回転させる画像回転でもよい。
眼周囲画像を所定角度θだけ反時計回りに回転させる画像回転後の画像も、上下反転の画像反転後の画像と同様に、パラメータ更新後の訓練後推論モデル321において、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることが期待できる。
また予め定められたサイドの眼周囲画像の画像変換は、左右反転又は上下反転の画像反転と上述の画像回転と、を適宜組合せたものでもよい。画像反転と画像回転を組合せた画像変換において、画像反転と画像回転の実行順序は問わない。
(実施形態1の効果)
本実施形態では、ユーザの左眼周画像及び右眼周画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、上下反転又は左右反転を含む画像反転と、所定の中心に関して所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施する。そして画像変換を実施した一方の眼周囲画像を含む眼周囲画像を推論モデルに入力し、推論モデルから出力された眼周囲画像の特徴量に基づいて、ユーザの認証を行う。よって本実施形態によれば、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
本実施形態では、ユーザの左眼周画像及び右眼周画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、上下反転又は左右反転を含む画像反転と、所定の中心に関して所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施する。そして画像変換を実施した一方の眼周囲画像を含む眼周囲画像を推論モデルに入力し、推論モデルから出力された眼周囲画像の特徴量に基づいて、ユーザの認証を行う。よって本実施形態によれば、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
また本実施形態では、眼周囲画像の特徴量と登録テンプレートにおける特徴量との比較結果に基づいてユーザと推定される候補を絞り込み、顔画像の特徴量と候補についての登録テンプレートにおける顔画像の特徴量との比較結果に基づいて、ユーザの認証を行う。よって本実施形態によれば、顔認証にIDレス認証を適用することができる。
また本実施形態では、眼周囲画像の特徴量の推論モデルのパラメータを更新する際、眼周囲画像に対応するユーザの正解データにおける反対サイドIDの眼周囲画像のクラスIDの誤差を軽減するようにパラメータを更新する。あるいは、反対サイドIDの眼周囲画像のクラスIDに関するパラメータの更新を停止する。よって本実施形態によれば、推論モデルを用いた左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。また眼周囲画像の上下反転が、パラメータ更新抑制処理のみで行われ、ユーザID推定処理(図2)では行われない場合でも、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
[実施形態2]
実施形態1では、入力されたユーザの顔画像を基に、ユーザIDの入力なしで顔認証を行うIDレス顔認証を行っている。しかしこれに限らず、入力されたユーザIDとユーザの顔画像に基づいてユーザ認証を行うこともできる。以下、実施形態2として、入力されたユーザIDとユーザの顔画像に基づいてユーザ認証を行う形態を説明する。
実施形態1では、入力されたユーザの顔画像を基に、ユーザIDの入力なしで顔認証を行うIDレス顔認証を行っている。しかしこれに限らず、入力されたユーザIDとユーザの顔画像に基づいてユーザ認証を行うこともできる。以下、実施形態2として、入力されたユーザIDとユーザの顔画像に基づいてユーザ認証を行う形態を説明する。
実施形態2の説明では、実施形態1との差分を中心に説明し、実施形態1と重複する部分は説明を省略する。
(実施形態2に係るユーザ認証処理)
図7は、実施形態2に係るユーザ認証処理を示すフローチャートである。実施形態2に係るユーザ認証処理が実施形態1に係るユーザID推定処理と比較して異なる点は、次の通りである。すなわちステップS101の前にステップS101aが実行される点が異なる。またステップS107に代えてステップS107aが実行される点が異なる。またステップS108~S114に代えてステップS108a~S112aが実行される点が異なる。その他、実施形態1に係るユーザID推定処理と同一の処理には同一のステップ番号を付与して説明を省略する。
図7は、実施形態2に係るユーザ認証処理を示すフローチャートである。実施形態2に係るユーザ認証処理が実施形態1に係るユーザID推定処理と比較して異なる点は、次の通りである。すなわちステップS101の前にステップS101aが実行される点が異なる。またステップS107に代えてステップS107aが実行される点が異なる。またステップS108~S114に代えてステップS108a~S112aが実行される点が異なる。その他、実施形態1に係るユーザID推定処理と同一の処理には同一のステップ番号を付与して説明を省略する。
先ずステップS101aでは、情報処理端末3は、入力されたユーザIDを取得する。
ステップS107aでは、クラス推定プログラム313は、ステップS106で生成した左眼及び右眼の認証テンプレートとステップS101aで受付けたユーザIDとサイドIDとをサーバ5に送信する。
次にステップS108aでは、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、情報処理端末3から受信したユーザID及びサイドIDの組合せに該当する認証テンプレートを登録テンプレート523の中から取得する。
次にステップS109aでは、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、情報処理端末3から受信した左眼の認証テンプレートと、ステップS108aで取得した認証テンプレートの特徴量とを比較し、左眼の類似度スコアを算出する。ステップS110aでは、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、情報処理端末3から受信した右眼の認証テンプレートと、ステップS108aで取得した認証テンプレートの特徴量とを比較し、右眼の類似度スコアを算出する。ステップS109a及びステップS110aは、順不同である。
次にステップS111aでは、特徴量類似度スコア計算プログラム516は、ステップS109a及びS110aで算出された類似度スコアを統合し、認証判定を行う。特徴量類似度スコア計算プログラム516は、認証結果を情報処理端末3に送信する。
ステップS111aの認証判定は、次の認証判定1又は認証判定2のように行われる。
認証判定1:左眼の類似度スコア又は右眼の類似度スコアがあらかじめ設定した閾値Th以上の場合に認証成功とし、閾値Th未満の場合に認証失敗とする。
認証判定2:左眼の類似度スコア及び右眼の類似度スコアがあらかじめ設定した閾値Th以上の場合に認証成功とし、閾値Th未満の場合に認証失敗とする。
認証判定1:左眼の類似度スコア又は右眼の類似度スコアがあらかじめ設定した閾値Th以上の場合に認証成功とし、閾値Th未満の場合に認証失敗とする。
認証判定2:左眼の類似度スコア及び右眼の類似度スコアがあらかじめ設定した閾値Th以上の場合に認証成功とし、閾値Th未満の場合に認証失敗とする。
なお、上述の左右の眼周囲画像のそれぞれの類似度スコアは、連続する複数の眼周囲画像のうち、最も高い類似度スコアが選択されてもよい。
ステップS112aでは、クラス推定プログラム313は、サーバ5から認証結果情報を受信する。クラス推定プログラム313は、認証成功を受信した場合は、ステップS115で表示装置36に結果を表示する。一方認証失敗の場合は、クラス推定プログラム313は、ステップS101へ処理を戻す、もしくは一定時間経過後に表示装置36に認証エラーと表示する。
(実施形態2の効果)
本実施形態によれば、訓練後推論モデル321を用いて、認証時にユーザIDを入力させるID認証においても、左眼及び右眼のそれぞれの眼周囲画像のユーザID+サイドIDの推定精度を向上させることができる。
本実施形態によれば、訓練後推論モデル321を用いて、認証時にユーザIDを入力させるID認証においても、左眼及び右眼のそれぞれの眼周囲画像のユーザID+サイドIDの推定精度を向上させることができる。
[実施形態3]
実施形態1では、パラメータ更新の際に、逆誤差伝搬の誤差計算を行い、その後訓練中推論モデル522の特定クラスのパラメータの更新を停止している。しかしこれに限らず、入左右の眼周囲特徴をクラス確率分布に変換し、特定クラスのクラス確率分布に0を設定することでも、訓練中推論モデル522のパラメータの更新を停止することができる。以下、実施形態3として、特定クラスのクラス確率分布に0を設定することで訓練中推論モデル522の特定クラスのパラメータの更新を停止する形態を説明する。
実施形態1では、パラメータ更新の際に、逆誤差伝搬の誤差計算を行い、その後訓練中推論モデル522の特定クラスのパラメータの更新を停止している。しかしこれに限らず、入左右の眼周囲特徴をクラス確率分布に変換し、特定クラスのクラス確率分布に0を設定することでも、訓練中推論モデル522のパラメータの更新を停止することができる。以下、実施形態3として、特定クラスのクラス確率分布に0を設定することで訓練中推論モデル522の特定クラスのパラメータの更新を停止する形態を説明する。
実施形態3の説明では、実施形態1との差分を中心に説明し、実施形態1と重複する部分は説明を省略する。
(実施形態3に係るパラメータ更新処理)
図8は、実施形態3に係るパラメータ更新処理を示すフローチャートである。実施形態3に係るパラメータ更新処理が実施形態1に係るパラメータ更新処理と比較して異なる点は、次の通りである。すなわちステップS206に代えてステップS206aが実行され、ステップS207に代えてステップS207aが実行される点が異なる。その他、実施形態3に係るパラメータ更新処理と同一の処理には同一のステップ番号を付与して説明を省略する。
図8は、実施形態3に係るパラメータ更新処理を示すフローチャートである。実施形態3に係るパラメータ更新処理が実施形態1に係るパラメータ更新処理と比較して異なる点は、次の通りである。すなわちステップS206に代えてステップS206aが実行され、ステップS207に代えてステップS207aが実行される点が異なる。その他、実施形態3に係るパラメータ更新処理と同一の処理には同一のステップ番号を付与して説明を省略する。
ステップS206aでは、モデルパラメータ更新抑制プログラム515は、ステップS205のクラスID(ユーザID+サイドID)の種類数分の次元のクラスIDの確率分布のうちユーザID+反対サイドIDに対応するクラスIDの確率値に0を設定する。反対サイドIDとは、あるサイドIDに対する反対側のサイドIDである。次にステップS207aでは、モデルパラメータ更新プログラム513は、誤差計算を行う。
(実施形態3の効果)
本実施形態によれば、実施形態1及び2と同様に、IDレス認証において、訓練後推論モデル321を用いて、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
本実施形態によれば、実施形態1及び2と同様に、IDレス認証において、訓練後推論モデル321を用いて、左右の眼周囲画像のクラスIDの推定精度を向上させることができる。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。加えて、かかる構成の削除に限らず、構成の置き換えや追加も可能である。また上述の実施形態の一部又は全部を、整合するように適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。また上述の実施形態における各種処理の各ステップは、処理結果が同一である限り実行順序を入れ替えることができる。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記録媒体をコンピュータに提供し、そのコンピュータが有するプロセッサが記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスク、光磁気ディスク、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等が用いられる。
また、本実施形態に記載の機能を実現するプログラムコードは、例えば、アセンブラ、C/C++、perl、Shell、PHP、Java(登録商標)等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。
上述の実施形態において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
1:入力生体情報1、3:情報処理端末、5:サーバ、30:プロセッサ、31 メモリ、50:プロセッサ、51:メモリ、321:訓練後推論モデル、522:訓練中推論モデル、523:登録テンプレート。
Claims (12)
- ユーザの認証を行う認証システムであって、
前記認証システムは、
プロセッサと、メモリと、を有し、
前記プロセッサは、
前記ユーザの顔画像から、該ユーザの左眼及び該左眼の周囲を含んだ左眼周囲画像と、該ユーザの右眼及び該右眼の周囲を含んだ右眼周囲画像と、を含む眼周囲画像を取得し、
取得した前記眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、該一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含む画像反転と、該一方の眼周囲画像の所定の中心に関して該一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施し、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像を推論モデルに入力し、ここで該推論モデルは、入力された眼周囲画像に対して該眼周囲画像の特徴量を出力する推論モデルであり、
前記眼周囲画像の入力に対して前記推論モデルから出力された前記眼周囲画像の特徴量を取得し、
取得した前記特徴量と、前記ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDと該ユーザの前記左眼周囲画像及び前記右眼周囲画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている登録テンプレートにおける該特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザの認証を行う
ことを特徴とする認証システム。 - 請求項1に記載の認証システムであって、
前記画像変換は、前記上下反転である
ことを特徴とする認証システム。 - 請求項1に記載の認証システムであって、
前記画像変換は、
前記所定の中心に関して前記眼周囲画像を90°だけ回転させる前記画像回転である
ことを特徴とする認証システム。 - 請求項1に記載の認証システムであって、
前記プロセッサは、
前記ユーザの認証を行う際、
取得した前記特徴量と、前記登録テンプレートにおける前記特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザと推定される候補を絞込み、
前記顔画像から第2の特徴量を抽出し、
前記第2の特徴量と、前記候補について前記クラスIDと前記ユーザの前記顔画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている第2の登録テンプレートにおける該特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザの認証を行う
ことを特徴とする認証システム。 - 請求項4に記載の認証システムであって、
前記プロセッサは、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像から前記特徴量を抽出し、
前記眼周囲画像を前記推論モデルに入力することで該眼周囲画像の前記クラスIDの確率分布を算出し、
算出した前記確率分布と、前記眼周囲画像に対応する前記ユーザに該当する正解データにおける前記クラスIDの確率分布と、の誤差を計算し、
計算した前記誤差をより小さくするように前記推論モデルのパラメータを更新すると共に、前記正解データにおける前記一方の眼周囲画像の前記クラスIDに対する他方の眼周囲画像の前記クラスIDの誤差を軽減するように該パラメータを更新する、或いは該他方の眼周囲画像の前記クラスIDに関する該パラメータの更新を停止する
ことを特徴とする認証システム。 - ユーザの認証を行う認証システムであって、
前記認証システムは、
プロセッサと、メモリと、を有し、
前記プロセッサは、
前記ユーザの顔画像の教師データから、該ユーザの左眼及び該左眼の周囲を含んだ左眼周囲画像と、該ユーザの右眼及び該右眼の周囲を含んだ右眼周囲画像と、を含む眼周囲画像を取得し、
前記眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、該一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含む画像反転と、該一方の眼周囲画像の所定の中心に関して該一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施し、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像を推論モデルに入力し、ここで該推論モデルは、入力された眼周囲画像に対して該眼周囲画像の特徴量を出力する推論モデルであり、
前記眼周囲画像の入力に対して前記推論モデルから出力された前記眼周囲画像の特徴量を取得し、
取得した前記眼周囲画像の特徴量に基づいて、該眼周囲画像の前記ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDの確率分布を算出し、
算出した前記確率分布と、前記眼周囲画像に対応する前記ユーザに該当する正解データにおける前記クラスIDの確率分布と、の誤差を計算し、
計算した前記誤差をより小さくするように前記推論モデルのパラメータを更新すると共に、前記正解データにおける前記一方の眼周囲画像の前記クラスIDに対する他方の眼周囲画像の前記クラスIDの誤差を軽減するように該パラメータを更新する、或いは該他方の眼周囲画像の前記クラスIDに関する該パラメータの更新を停止する
ことを特徴とする認証システム。 - ユーザの認証を行う認証システムが行う認証方法であって、
前記認証システムは、
プロセッサと、メモリと、を有し、
前記プロセッサが、
前記ユーザの顔画像から、該ユーザの左眼及び該左眼の周囲を含んだ左眼周囲画像と、該ユーザの右眼及び該右眼の周囲を含んだ右眼周囲画像と、を含む眼周囲画像を取得し、
取得した前記眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、該一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含む画像反転と、該一方の眼周囲画像の所定の中心に関して該一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施し、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像を推論モデルに入力し、ここで該推論モデルは、入力された眼周囲画像に対して該眼周囲画像の特徴量を出力する推論モデルであり、
前記眼周囲画像の入力に対して前記推論モデルから出力された前記眼周囲画像の特徴量を取得し、
取得した前記特徴量と、前記ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDと該ユーザの前記左眼周囲画像及び前記右眼周囲画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている登録テンプレートにおける該特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザの認証を行う
各処理を有することを特徴とする認証方法。 - 請求項7に記載の認証方法であって、
前記画像変換は、前記上下反転である
ことを特徴とする認証方法。 - 請求項7に記載の認証方法であって、
前記画像変換は、
前記所定の中心に関して前記眼周囲画像を90°だけ回転させる前記画像回転である
ことを特徴とする認証方法。 - 請求項7に記載の認証方法であって、
前記プロセッサは、
前記ユーザの認証を行う際、
取得した前記特徴量と、前記登録テンプレートにおける前記特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザと推定される候補を絞込み、
前記顔画像から第2の特徴量を抽出し、
前記第2の特徴量と、前記候補について前記クラスIDと前記ユーザの前記顔画像の特徴量とが予め対応付けて登録されている第2の登録テンプレートにおける該特徴量と、の比較結果に基づいて、前記ユーザの認証を行う
ことを特徴とする認証方法。 - 請求項10に記載の認証方法であって、
前記プロセッサが、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像から前記特徴量を抽出し、
前記眼周囲画像を前記推論モデルに入力することで該眼周囲画像の前記クラスIDの確率分布を算出し、
算出した前記確率分布と、前記眼周囲画像に対応する前記ユーザに該当する正解データにおける前記クラスIDの確率分布と、の誤差を計算し、
計算した前記誤差をより小さくするように前記推論モデルのパラメータを更新すると共に、前記正解データにおける前記一方の眼周囲画像の前記クラスIDに対する他方の眼周囲画像の前記クラスIDの誤差を軽減するように該パラメータを更新する、或いは該他方の眼周囲画像の前記クラスIDに関する該パラメータの更新を停止する
各処理を有することを特徴とする認証方法。 - ユーザの認証を行う認証システムが行う認証方法であって、
前記認証システムは、
プロセッサと、メモリと、を有し、
前記プロセッサが、
前記ユーザの顔画像の教師データから、該ユーザの左眼及び該左眼の周囲を含んだ左眼周囲画像と、該ユーザの右眼及び該右眼の周囲を含んだ右眼周囲画像と、を含む眼周囲画像を取得し、
前記眼周囲画像のうちの予め定められた一方の眼周囲画像に対して、該一方の眼周囲画像の上下反転又は左右反転を含む画像反転と、該一方の眼周囲画像の所定の中心に関して該一方の眼周囲画像を所定角度だけ回転させる画像回転と、の何れか一方又は両方を含む画像変換を実施し、
前記画像変換を実施した前記一方の眼周囲画像を含む前記眼周囲画像を推論モデルに入力し、ここで該推論モデルは、入力された眼周囲画像に対して該眼周囲画像の特徴量を出力する推論モデルであり、
前記眼周囲画像の入力に対して前記推論モデルから出力された前記眼周囲画像の特徴量を取得し、
取得した前記眼周囲画像の特徴量に基づいて、該眼周囲画像の前記ユーザを識別するユーザIDを含むクラスIDの確率分布を算出し、
算出した前記確率分布と、前記眼周囲画像に対応する前記ユーザに該当する正解データにおける前記クラスIDの確率分布と、の誤差を計算し、
計算した前記誤差をより小さくするように前記推論モデルのパラメータを更新すると共に、前記正解データにおける前記一方の眼周囲画像の前記クラスIDに対する他方の眼周囲画像の前記クラスIDの誤差を軽減するように該パラメータを更新する、或いは該他方の眼周囲画像の前記クラスIDに関する該パラメータの更新を停止する
各処理を有することを特徴とする認証方法。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020079741A1 (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 日本電気株式会社 | 虹彩認証装置、虹彩認証方法および記録媒体 |
| WO2021225002A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | 富士通株式会社 | 生体認証装置、生体認証方法及び生体認証プログラム |
| WO2021229717A1 (ja) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 富士通株式会社 | 認証方法、認証プログラム、および情報処理装置 |
| US20220179485A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-09 | Beihang University | Gaze point estimation method, device, and electronic device |
| WO2024018593A1 (ja) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、記憶媒体 |
| US20240144478A1 (en) * | 2017-12-20 | 2024-05-02 | Medi Whale Inc. | Method and device for assisting heart disease diagnosis |
| JP2024069041A (ja) * | 2022-11-09 | 2024-05-21 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータプログラム |
-
2024
- 2024-07-10 JP JP2024110758A patent/JP2026010780A/ja active Pending
-
2025
- 2025-06-24 WO PCT/JP2025/022762 patent/WO2026014231A1/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240144478A1 (en) * | 2017-12-20 | 2024-05-02 | Medi Whale Inc. | Method and device for assisting heart disease diagnosis |
| WO2020079741A1 (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 日本電気株式会社 | 虹彩認証装置、虹彩認証方法および記録媒体 |
| WO2021225002A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | 富士通株式会社 | 生体認証装置、生体認証方法及び生体認証プログラム |
| WO2021229717A1 (ja) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 富士通株式会社 | 認証方法、認証プログラム、および情報処理装置 |
| US20220179485A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-09 | Beihang University | Gaze point estimation method, device, and electronic device |
| WO2024018593A1 (ja) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法、記憶媒体 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 25836793 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |