(57)【要約】【課題】表示部の表示画面を不正に取得されても、いわゆる「なりすまし」の行われる可能性の低い、セキュリティ性の高い認証装置を提供する。【解決手段】入力眼画像に対し虹彩情報抽出部１０３Ａが虹彩情報を抽出し、劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂが眼画像の少なくとも虹彩領域を含む部分を劣化させる。劣化処理部１０２Ａからの眼画像に対して虹彩情報抽出部１０３Ｂが虹彩情報を抽出し、該虹彩情報と虹彩情報抽出部１０３Ａからの虹彩情報とを照合部１０４が比較照合し、劣化パラメータ判定部１０５が照合結果に基づいて劣化処理部１０２Ａによる眼画像の劣化の度合いを判定し、劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂに設定する劣化パラメータを決定する。劣化処理部１０２Ｂから、劣化しつつも視認性を確保できる表示画像を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された眼画像から虹彩情報を抽出する第１の虹彩情報抽出手段と、
劣化パラメータに基づき、前記眼画像の少なくとも虹彩領域を含む部分を劣化させる劣化処理手段と、
前記劣化処理手段で劣化処理された前記眼画像から虹彩情報を抽出する第２の虹彩情報抽出手段と、
前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報とを比較照合する照合手段と、
前記照合手段の照合結果に基づき、前記劣化処理手段による前記眼画像の劣化の度合いを判定し、判定結果から前記劣化パラメータを決定する劣化パラメータ判定手段と、
を備えた認証装置。
【請求項２】
前記劣化パラメータ判定手段は、前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報との照合結果が他人と判定される範囲で最も小さい劣化パラメータを決定する請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記劣化パラメータ判定手段は、前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報との照合結果が本人と判定される範囲で最も照合結果の変化量が大きい劣化パラメータを決定する請求項１に記載の認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入退室を管理する入退室管理システムに用いて好適な認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入退室管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、腕や手等の血管パターン等、被写体固有のいわゆるバイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されている。
【０００３】
そのひとつとして、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法（以下、この認証方法を「虹彩認証方法」という）が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１を参照）。この虹彩認証方法は、近赤外線照明等で被写体の眼及びその周辺を照明し、カメラを用いて被写体の眼を含む領域を撮影し、撮影して得た眼を含む画像（以下、「眼画像」という）から虹彩領域を抽出して虹彩部分の皺の模様の違いが数値情報として表わすことができるようにコード化した虹彩情報を作成し、作成した虹彩情報を予め登録された虹彩情報（以下、「登録虹彩情報」という）と比較照合し、この比較照合の結果、互いに一致すると判定した場合には被写体が予め登録された者であるとして認証する。
【０００４】
このような虹彩認証方法を用いた認証装置も様々な形態のものが提案されてきている。その一例として、被認証者の眼画像を撮影するカメラを搭載したハンディ型の画像入力装置をコンピュータ等の情報装置に外付けで接続し、画像入力装置から入力された眼画像を情報装置側でコード化処理及び比較照合処理して被認証者の認証を行う構成の認証装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。このような認証装置においては、眼の虹彩部分が鮮明に撮影された眼画像を得るために、情報装置の表示部の画面上に画像入力装置で撮影された眼画像を所定の位置に指示するための画像として表示し、被認証者はその眼画像を見ながら適切な眼が撮像される位置に画像入力装置を移動させて眼画像を撮影する構成を採る。
【０００５】
【特許文献１】特表平８−５０４９７９号公報（特許第３３０７９３６号公報）
【特許文献２】特開２０００−２０７５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の認証装置においては、情報装置の画面に画像入力装置で撮影された眼画像が表示されるので、表示された眼画像を画面コピーする等して複製することによって、眼画像が不正に取得される可能性がある。眼画像が不正に取得された場合、取得した眼画像を利用した第三者が登録された者として認証を受けてしまう、いわゆる「なりすまし」が行われる可能性があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、表示部の画面に表示された画像を不正に取得されても、いわゆる「なりすまし」の行われる可能性が低い、セキュリティ性の高い認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の認証装置は、入力された眼画像から虹彩情報を抽出する第１の虹彩情報抽出手段と、劣化パラメータに基づき、前記眼画像の少なくとも虹彩領域を含む部分を劣化させる劣化処理手段と、前記劣化処理手段で劣化処理された前記眼画像から虹彩情報を抽出する第２の虹彩情報抽出手段と、前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報とを比較照合する照合手段と、前記照合手段の照合結果に基づき、前記劣化処理手段による前記眼画像の劣化の度合いを判定し、判定結果から前記劣化パラメータを決定する劣化パラメータ判定手段と、を備えた。
【０００９】
この構成によれば、画像の虹彩を含む領域の情報を劣化させるので、不正取得者が予め登録された者になりすますことができる可能性を低く抑えることができ、高いセキュリティ性を確保することができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記劣化パラメータ判定手段は、前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報との照合結果が他人と判定される範囲で最も小さい劣化パラメータを決定する。
【００１１】
この構成によれば、必要以上に情報を劣化させないので、表示画像を確認する際の視認性を高くとることができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記劣化パラメータ判定手段は、前記第１の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報と前記第２の虹彩情報抽出手段で抽出された虹彩情報との照合結果が本人と判定される範囲で最も照合結果の変化量が大きい劣化パラメータを決定する。
【００１３】
この構成によれば、虹彩認証に利用する画像を、照合による本人と他人との判別が可能な情報量を保ちながらデータサイズを削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像の虹彩を含む領域を認証に使用できないよう情報を劣化させるので、表示画像を不正に取得されても、不正取得者が予め登録された者になりすますことができる可能性を低く抑えることができ、高いセキュリティ性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る認証システムの全体構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態の認証システム３０は、被認証者２１の入退室を管理する入退室管理システムとして用いたものであり、被認証者２１の眼画像が入力される画像入力部２と、画像入力部２に情報伝達部（例えば「ケーブル」）３を介して接続された登録管理装置４とを備える。登録管理装置４は、認証装置１と、表示部１２と、入力部１３とを有する。
【００１７】
画像入力部２は、鏡誘導部５と、２つの移動指示部６と、カメラ７とを有する。鏡誘導部５は鏡であり、被認証者２１が自分の虹彩や瞳をカメラ７の中心位置に持って行く際に用いられる。移動指示部６は、被認証者２１が自分の虹彩や瞳をカメラ７の中心位置に持って行く際の誘導に用いられる。
【００１８】
本実施の形態の認証システム３０は、予め被認証者２１の眼画像を撮影して、そのコード化した虹彩情報を登録虹彩情報として登録する処理を行うとともに、被認証者２１が入室又は退室するときに被認証者２１の眼画像を撮影し、被認証者２１の眼画像から作成した虹彩情報と登録済みの登録虹彩情報とを比較照合して、被認証者２１が予め登録された者と認証した場合に入室又は退室を許可する処理を行う。
【００１９】
被認証者２１を以降認証可能な者として登録処理する場合、認証者２１は画像入力部２で自らの眼画像を撮影し、遠隔に配置された登録管理装置４において管理者２２がその眼画像を目視により確認し、その眼画像を登録して良い画像であると判定した場合に、その眼画像を登録画像として登録する。すなわち、管理者２２は、表示部１２に表示された眼画像を見て、眼が十分見開かれているか（十分な虹彩領域が確保されているか）、眼の虹彩を含む領域が画面内に入っているか、ピントが合っているか等を目視で確認して、問題がなければ登録を許可する。
【００２０】
従来の認証システムでは、管理者が不正な目的で登録管理装置の表示部に表示された眼画像を画面コピーする等を行って複製することによって、その眼画像を用いてなりすましを行うことができる可能性が指摘されているが、本実施の形態の認証システム３０では、表示部１２に表示する表示画像１０を後述する方法で画像処理するので、複製してもなりすまし等を行うことは不可能である。
【００２１】
図２は、認証装置１の概略構成を示すブロック図である。同図において、認証装置１は、画質判定部１０１と、劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂと、虹彩情報抽出部１０３Ａ，１０３Ｂと、照合部１０４と、劣化パラメータ判定部１０５と、虹彩情報登録部１０６と、記憶部１０７とを備える。画質判定部１０１は、画像入力部２より入力された画像の画質の良否を判定する。すなわち、画質判定部１０１は、入力画像のコントラスト等の画質評価項目が所定の範囲内にあるか、画像中に眼が撮影されているか否か等を判定する。そして、判定した結果を入力画像と共に虹彩情報抽出部１０３Ａ及び劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂに入力する。劣化パラメータ判定部１０５は、画像を劣化する度合いを表わす劣化パラメータを決定し、決定した劣化パラメータを劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂに設定する。劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂは、眼画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を劣化させて認証に使用するには極めて困難な画質で、かつ視認性を向上するために最低限の劣化処理を行った表示画像を作成するものであり、劣化パラメータ判定部１０５で設定された劣化パラメータに基づいて入力画像に対する劣化処理を行う。劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂ及び劣化パラメータ判定部１０５それぞれの詳細については後述する。
【００２２】
虹彩情報抽出部１０３Ａは、画質判定部１０１で画質が良いと判定された入力画像についてその画像から撮影された虹彩や瞳孔の中心位置や輪郭、瞼を検出し、特定した虹彩領域から所定の方法で虹彩情報を抽出する。虹彩情報抽出部１０３Ｂは、劣化処理部１０２Ａで劣化処理された入力画像についてその画像から撮影された虹彩や瞳孔の中心位置や輪郭、瞼を検出し、特定した虹彩領域から所定の方法で虹彩情報を抽出する。
【００２３】
虹彩情報登録部１０６は、虹彩情報抽出部１０３Ａで抽出された虹彩情報が入力された場合に、この虹彩情報を登録してよいか否かの問いかけを管理者２２に対して行い、管理者２２が入力部１３を使用して登録許可を行った場合に、入力された虹彩情報を登録虹彩情報として記憶部１０７に記憶する。このとき、虹彩情報登録部１０６は、抽出された虹彩情報と対応する眼画像を劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂに送る。記憶部１０７は登録虹彩情報を記憶する。記憶部１０７には半導体メモリや磁気ディスク等の公知の記憶装置が用いられる。
【００２４】
照合部１０４は、被認証者２１が入室するときには、劣化処理部１０２Ａで劣化処理されて虹彩情報抽出部１０３Ｂで抽出された虹彩情報と虹彩情報抽出部１０３Ａで抽出された虹彩情報とを所定の方法で比較照合し、その結果を劣化パラメータ判定部１０５に入力する。また、被認証者２１が退室するときには、記憶部１０７に記憶された登録虹彩情報と虹彩情報抽出部１０３Ａで抽出された虹彩情報とを所定の方法で比較照合し、一致する場合に比較照合結果を記憶部１０７に記憶させる。劣化パラメーラ判定部１０５は、照合部１０４からの比較結果に基づき、劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂで入力画像を劣化させる度合いを表わす劣化パラメータを決定する。
【００２５】
ここで、劣化処理部１０２で作成される表示画像１０について詳細に説明する。万が一不正な行為、すなわち表示部１２において表示される表示画像１０が画面コピーされたりした場合においても、その画像を用いて第三者が被認証者２１になりすまして認証を受ける等の不正行為が容易に行えないような表示画像を作成する必要がある。劣化処理部１０２は鮮鋭な眼画像を劣化させることによって不正行為が容易に行うことができない表示画像１０を作成する。なお、眼画像を劣化させるとは、コントラスト、明るさ、ピント等のあった鮮鋭度の高い眼画像のうち、虹彩の領域から虹彩情報を作成できないように、又は作成しても元の鮮鋭度の高い眼画像から作成された虹彩情報と一致しない程度にまでその画質を低下させることをいう。
【００２６】
このような処理を実現するための一例として、劣化処理部１０２は、入力画像をその周波数領域によって圧縮する方法、例えば広く知られたＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式で圧縮することによって表示画像５０を作成することができる。ＪＰＥＧ圧縮処理することにより、表示画像１０を用いてなりすましされる可能性を著しく低減することが可能となる。
【００２７】
なお、ここでＪＰＥＧ圧縮処理とは、例えば、ダウンサンプリング、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform:離散コサイン変換）処理、量子化処理及びハフマン（Huffman）変換を行うことで実現できるが、この方法以外にも例えばＤＣＴ処理をＤＷＴ処理（Discrete Wavelet Transform：離散ウェーブレット変換）処理に置き換える等、公知の様々な方法を用いることができる。
【００２８】
検討によれば、見た目に不自然さを感じ難く、かつ画面コピーによるなりすましを防ぐためには、圧縮率を一定の範囲にすることが望ましい。すなわち、圧縮率が高すぎると見た目に不自然さを感じ、圧縮率が低すぎると画面コピーされたような場合になりすましされる可能性が発生するからである。また、別の方法として、劣化処理部１０２で画像を構成する画素の間引き処理（以下、リサイズと記す）を行うことにより、なりすましされる可能性を低減することが可能である。なお、このリサイズの方法を限定するものではないが、例えば縦横それぞれ１ラインおきに画素を間引く等の方法を行うことが可能であるし、縦方向又は横方向のみ間引き処理を行うことも可能である。さらに別の方法として、劣化処理部１０２で画像に対してノイズ情報を付加する処理を行うことによって表示画像１０を作成してもよい。本発明においては、このノイズ付加の方法を限定するものではない。このノイズ付加の方法としては、前述のようにランダムに発生させたノイズを付加する他にも例えば所定の振幅のガウス分布に従ったノイズを発生して、そのノイズを付加することも可能である。さらに、上述の圧縮、リサイズ及びノイズ付加のうち２つ以上の処理を組み合わせて表示画像１０を作成してもよい。
【００２９】
次に、劣化パラメータ判定部１０５について詳細に説明する。劣化パラメータ判定部１０５は、なりすましされる可能性を著しく低減し、かつ必要以上に劣化させることなく、さらに視認性が向上するように画像を劣化させるための劣化パラメータを決定する。この処理を実現するための一例を、劣化パラメータを変化させた際に照合結果がどのように変化するかの例を示した図３のグラフを用いて説明する。同図において、劣化パラメータ判定部１０５は、劣化パラメータをＰ１からＰ２まである刻みで変化させながら入力眼画像を劣化する。照合部１０４からの照合結果が照合閾値を超えた直後の他人と判定される範囲で最も小さい時の劣化パラメータを最終劣化パラメータＰｅとして決定する。このようにして劣化パラメータを決定することで、表示された画像を用いたとしても、情報が劣化されているので、なりすましの可能性を著しく低減することが可能となる。また、最低限の劣化にとどめているため、表示画像の視認性を向上することが可能となる。
【００３０】
劣化パラメータ判定部１０５は、図４に示すように、劣化パラメータをＰ１からＰ２まで変化させていき、照合結果が本人と判定される範囲で照合結果が最も変化する時の劣化パラメータを最終劣化パラメータＰｅとして決定することも可能である。これにより、虹彩認証に利用する画像として、照合時に本人と他人との判別が可能な情報量を保ちながらデータサイズを削減することが可能となり、虹彩情報を登録する記憶部１０７の容量削減やネットワークを介した虹彩情報転送におけるデータ転送量の削減が可能となる。この場合は、前述した劣化方法のうち、画像のデータサイズを削減可能なＪＰＥＧ圧縮、リサイズが用いられるが、これに特定するものではない。
【００３１】
なお、虹彩情報抽出部１０３Ａ，１０３Ｂ及び照合部１０４それぞれの機能に関しては、前述の特許文献１に提案された方法を用いることで実現することができる。また、画質判定部１０１、虹彩情報抽出部１０３Ａ，１０３Ｂ、照合部１０４、虹彩情報登録部１０６、劣化処理部１０２Ａ，１０２Ｂ及び劣化パラメータ判定部１０５の機能は、それぞれがハードウェアで実現されていてもよいし、それぞれの機能がソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。それぞれの機能がソフトウェアによって実現されている場合には、上記の各機能ブロックを実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて認証装置１を構成することが可能となる。
【００３２】
また、画像入力部２は画像入力手段に対応し、虹彩情報抽出部１０３Ａは第１の虹彩情報抽出手段に対応し、劣化処理部１０２Ａは劣化処理手段に対応する。また、虹彩情報抽出部１０３Ｂは第２の虹彩情報抽出手段に対応し、照合部１０４は照合手段に対応する。また、劣化パラメータ判定部１０５は劣化パラメータ判定手段に対応し、表示部１２は表示手段に対応する。
【００３３】
次に、本実施の形態の認証システム３０の動作について説明する。図５は、本実施の形態の認証システム３０の処理ステップを示すフローチャートである。まず、撮像された被認証者２１の眼画像を取り込む（ステップＳ１０１）。次いで、取り込んだ眼画像の画質判定を行い（ステップＳ１０２）、画質の善し悪しを判定する（ステップＳ１０３）。画質が良いと判定した場合は眼画像に対し、前述の特許文献１に示した方法に基づく処理を行い、虹彩情報を抽出する（ステップＳ１０４）。一方、ステップＳ１０３で眼画像の画質が悪いと判定した場合はその旨を被認証者２１に対して通知し、再度眼画像の入力を行う（ステップＳ１０１）。
【００３４】
次いで、入力された眼画像に対して劣化処理を行う（ステップＳ１０５）。そして、劣化画像から虹彩情報を抽出し（ステップＳ１０６）、眼画像から抽出した虹彩情報と劣化させた眼画像から抽出した虹彩情報とを所定の方法で比較照合する（ステップＳ１０７）。そして、比較照合した結果が後述する条件となったかどうか判定し（ステップＳ１０８）、当該条件となった場合は劣化処理を終了し、表示画像１０を表示部１２へ送り、表示部１２に表示画像１０を表示する（ステップＳ１１０）。一方、ステップＳ１０８の判定で、劣化が終了しないと判断した場合は劣化パラメータを変更し（ステップＳ１０９）、再度劣化処理を行う（ステップＳ１０５）。
【００３５】
表示部１２に表示画像１０を表示した後、登録許可があるかどうか判定する（ステップＳ１１２）。この場合、管理者２２は表示部１２に表示された表示画像１０を見て、その画像が登録するのに適した画像であるか（登録してよい画像であるか否かを判定できる程度の画質が必要であり、かつ、画面コピー等で複製されてもなりすましが困難な程度の画質の画像）どうか確認し、眼画像が登録に適当であると判断した場合には登録許可の入力を入力部１３から行う（ステップＳ１１１）。
【００３６】
登録許可の入力があった場合は、抽出した虹彩情報を登録虹彩情報として記憶部１０７に記憶して登録処理を終了する（ステップＳ１１３）。一方、ステップＳ１１２の判定において、入力部１３からの入力がない場合又は画像が登録に不適当である旨の入力があった場合は、ステップＳ１０１に戻る。この場合、再度眼画像を入力させてもよいし、外部の装置に対してエラー信号を発生したり、表示部１２にエラーメッセージを表示したりするようにしてもよい。
【００３７】
このように本実施の形態の認証システム３０によれば、画像入力部２に入力された眼画像の少なくとも虹彩を含む部分の画像を劣化させて認証に使用するには極めて困難な画質で、かつ視認性を向上するために最低限の劣化処理を行った表示画像を作成し、作成した表示画像を表示部１２に表示するので、表示部１２に表示した画像が不正に取得されても、管理者２２など不正取得者が予め登録された者になりすます可能性を低く抑えることができ、高いセキュリティ性を確保することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態は、画像入力部２、認証装置１及び表示部１２が別々の機器として構成したものであるが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。例えば画像入力部２を認証装置１に組み入れたり、表示部１２を認証装置１に組み入れたり、画像入力部２と表示部１２を一体に構成させたり、さらには、画像入力部２、認証装置１及び表示部１２を一体に構成させたりしてもよいことは言うまでもない。
【００３９】
また、前述のように装置が一体に構成された場合に、虹彩情報登録部１０６が虹彩情報を登録しようとする場合には被認証者２１自らが表示画像１０を見て登録すべきか否かを判定する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、表示部の画面に表示された画像を不正に取得されても、いわゆる「なりすまし」の行われる可能性が低く、セキュリティ性を高くとれるといった効果を有し、被認証者の入退室を管理する入退室管理システムなどへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る認証システムの概略構成を示す図
【図２】図１の認証装置の概略構成を示すブロック図
【図３】図２の認証装置の劣化パラメータ判定部の処理例を示す図
【図４】図２の認証装置の劣化パラメータ判定部の他の処理例を示す図
【図５】図２の認証装置の処理ステップを示すフローチャート
【符号の説明】
【００４２】
１  認証装置
２  画像入力部
３  情報伝達部
４  登録管理装置
５  鏡誘導部
６  移動指示部
７  カメラ
１０  表示画像
１２  表示部
１３  入力部
２１  被認証者
２２  管理者
３０  認証システム
１０１  画質判定部
１０２Ａ、１０２Ｂ  劣化処理部
１０３Ａ、１０３Ｂ  虹彩情報抽出部
１０４  照合部
１０５  劣化パラメータ判定部
１０６  虹彩情報登録部
１０７  記憶部
【図１】
2010020670.tif 000003
【図２】
2010020670.tif 000004
【図３】
2010020670.tif 000005
【図４】
2010020670.tif 000006
【図５】
2010020670.tif 000007