(57)【要約】【課題】使用者に指紋や顔の画像を撮影された印象を与えることなく指紋画像や顔画像を取得することができ、認証精度の高い認証装置を提供する。【解決手段】使用者がサインを指書きする指書板を素内、指書板の裏面側から指紋画像と、顔画像を撮影するとともに、指書板上で使用者がサインを指書きしたきにその軌跡情報を取得する。これらの情報を登録されたテンプレート情報と照合することによって、使用者が登録者であるか否かの判定を行う。【選択図】図５
2010072693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各登録者の照合用の指紋画像情報を記憶する指紋画像記憶手段と、
各登録者の照合用の顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、
各登録者の照合用のサイン情報を記憶するサイン情報記憶手段と、
使用者がサインを指書きするための透明又は半透明の板である指書板と、
前記指書板の裏面側から前記指書板上に使用者が指を載せたときにその指の指紋の画像を撮影する指紋撮影装置と、
前記指書板の裏面側から前記指書板上に使用者が指を載せたときにその者の顔画像を撮影する顔撮影装置と、
前記指書板上で使用者がサインを指書きしたきにその軌跡情報を取得するサイン情報取得装置と、
前記指紋撮影装置で撮影された指紋情報を前記指紋画像記憶手段に記憶された照合用の指紋画像と照合し一致度を算出する指紋照合手段と、
前記顔撮影装置で撮影された顔画像を前記顔画像記憶手段に記憶された照合用の顔画像と照合し一致度を算出する顔照合手段と、
前記サイン情報取得装置で取得されたサインの軌跡情報（以下「サイン情報」という。）を前記サイン情報記憶手段に記憶されたサイン情報と照合し一致度を算出するサイン照合手段と、
前記指紋照合手段、前記顔照合手段及び前記サイン照合手段により算出された各一致度又はその加重加算値を閾値判定することにより使用者が登録者であるか否かの判定を行う登録者判定手段と、
を備えたことを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記サイン情報取得装置はタッチパネルであることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項３】
前記指紋板上に指が接触又は近接したことを感知するセンサを備え、
前記サイン情報取得装置は、前記センサにより前記指紋板上に指が接触又は近接した際の指の軌跡を撮影する撮影装置であることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項４】
前記指書板には、使用者がサインの指書きを開始する際に最初に指を置く位置を示す開始マーカーが付されており、
前記指紋撮影装置は、使用者が前記開始マーカーの位置に指を置いた際にその指の指紋の画像を撮影することを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項５】
前記指紋板は、ハーフミラーであることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項６】
前記指紋撮影装置、前記顔撮影装置、又は前記サイン情報取得装置は、
カメラと、
前記カメラの撮影軸心線を中心に前記カメラの周囲に複数配設された照明用光源と、
前記カメラの撮影軸心線を中心に、前記カメラの撮影方向に向かって拡開する拡開面状に設けられた反射ミラーと、
を備えた撮影装置であることを特徴とする請求項１記載の認証装置。
【請求項７】
カメラと、
前記カメラの撮影軸心線を中心に前記カメラの周囲に複数配設された照明用光源と、
前記カメラの撮影軸心線を中心に、前記カメラの撮影方向に向かって拡開する拡開面状に設けられた反射ミラーと、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本人認証を行うための認証装置およびそれに使用される撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、セキュリティー分野において本人認証を行うための認証装置が多く使用されている。認証装置の分野では、暗証番号による認証は古くから行われているが、暗証番号が他人に漏洩した場合に本人認証が正確に行われないという大きな問題がある。そこで、近年では使用者の身体的な特徴に基づいて本人照合を行うバイオメトリクス技術の研究・開発が行われている。
【０００３】
バイオメトリクス技術に基づく認証装置としては、指紋を撮影して指紋を照合するもの、顔画像を撮影して顔画像を照合するもの、目の光彩画像を撮影して光彩パターンを照合するものなどが開発されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
指紋画像で照合する場合、使用者は透明板状に指をおき撮影及び照合が終わるのを待つ。また、顔画像や光彩パターンで照合する場合、使用者は顔や光彩の撮影を行いその照合が終わるのを待つ。これらは、使用者にとっては指紋や顔、光彩のようなその者の身体的特徴に係わる個人情報を取得されるというイメージが強く残り、使用者の心理的負担が大きい。従って、使用者によっては認証装置の使用を嫌がる者も現れることが想定される。
【０００５】
また、指紋や顔画像を単独で用いて認証を行う場合、使用者の指表面が汚れていたりメガネをかけていたりする場合など、登録した指紋画像や顔画像と大きく異なるような事情が生じた場合には、正確に認証が行われないという欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、使用者に大きな心理的負担をかけることなく使用者の身体的特徴に関する情報を取得し、精度よく本人認証を行うことが可能な認証装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、このような認証装置で指紋画像を撮影するのに適した撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の認証装置は、各登録者の照合用の指紋画像情報を記憶する指紋画像記憶手段と、各登録者の照合用の顔画像を記憶する顔画像記憶手段と、各登録者の照合用のサイン情報を記憶するサイン情報記憶手段と、使用者がサインを指書きするための透明又は半透明の板からなる指書板と、前記指書板の裏面側から前記指書板上に使用者が指を載せたときにその指の指紋の画像を撮影する指紋撮影装置と、前記指書板の裏面側から前記指書板上に使用者が指を載せたときにその者の顔画像を撮影する顔撮影装置と、前記指書板上で使用者がサインを指書きしたきにその軌跡情報を取得するサイン情報取得装置と、前記指紋撮影装置で撮影された指紋情報を前記指紋画像記憶手段に記憶された照合用の指紋画像と照合し一致度を算出する指紋照合手段と、前記顔撮影装置で撮影された顔画像を前記顔画像記憶手段に記憶された照合用の顔画像と照合し一致度を算出する顔照合手段と、前記サイン情報取得装置で取得されたサインの軌跡情報（以下「サイン情報」という。）を前記サイン情報記憶手段に記憶されたサイン情報と照合し一致度を算出するサイン照合手段と、前記指紋照合手段、前記顔照合手段及び前記サイン照合手段により算出された各一致度又はその加重加算値を閾値判定することにより使用者が登録者であるか否かの判定を行う登録者判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、使用者の指紋画像や顔画像を指書板の背面側から撮影するため、使用者に指紋や顔の画像を撮影された印象を与えることなく指紋画像や顔画像を取得することができる。また、指紋画像、顔画像、サイン軌跡の３種の情報を用いて、その一致度によって本人か否かの判定を行うため、認証精度が向上する。
【００１０】
ここで、「一致度」とは、２つの画像や軌跡情報の間の各種距離の逆数などが用いられる。
【００１１】
また、本発明において、サイン情報取得装置にはタッチパネルを使用することができる。これにより、サインを指書きしたときの軌跡情報を容易に取得することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記指紋板上に指が接触又は近接したことを感知するセンサを備え、前記サイン情報取得装置は、前記センサにより前記指紋板上に指が接触又は近接した際の指の軌跡を撮影する撮影装置とすることができる。
【００１３】
この構成によれば、センサによって指紋板上に指が接触又は近接した際に撮影装置で撮影した画像から指の軌跡を抽出し、サインの軌跡情報を取得する。撮影装置という安価な装置で構成できるため、製造コストを安くすることができる。
【００１４】
ここで、センサとしては、接触センサや赤外線センサを使用することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記指書板には、使用者がサインの指書きを開始する際に最初に指を置く位置を示す開始マーカーが付されており、前記指紋撮影装置は、使用者が前記開始マーカーの位置に指を置いた際にその指の指紋の画像を撮影するものとすることができる。これにより、指紋画像を確実に取得することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記指紋板は、ハーフミラーとすることができる。これにより、使用者には指紋板の背面が見えないため、指紋や顔の画像が撮影されたという印象を受けることがなく、使用者の心理的負担を軽減することができる。
【００１７】
また、本発明において、前記指紋撮影装置、前記顔撮影装置、又は前記サイン情報取得装置は、カメラと、前記カメラの撮影軸心線を中心に前記カメラの周囲に複数配設された照明用光源と、前記カメラの撮影軸心線を中心に、前記カメラの撮影方向に向かって拡開する拡開面状に設けられた反射ミラーと、を備えた撮影装置とすることができる。
【００１８】
この構成によれば、カメラの周囲に配置された光源から発せられる照明光は、反射ミラーで反射されて指書板背面にほぼ均一の照度で照射される。従って、この撮影装置を使用することによって、指書板を均一に照明して指紋画像を撮影することが可能となり、指紋画像を良好な照明状態で取得することが可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る撮影装置は、カメラと、前記カメラの撮影軸心線を中心に前記カメラの周囲に複数配設された照明用光源と、前記カメラの撮影軸心線を中心に、前記カメラの撮影方向に向かって拡開する拡開面状に設けられた反射ミラーと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、使用者の指紋画像や顔画像を指書板の背面側から撮影するため、使用者に指紋や顔の画像を撮影された印象を与えることなく指紋画像や顔画像を取得することができ、また、指紋画像、顔画像、サイン軌跡の３種の情報を用いて、その一致度によって本人か否かの判定を行うため、認証精度の高い認証装置を提供することができる。
【００２１】
また、指書板を均一に照明して指紋画像を撮影することが可能な撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る認証装置のハードウェア構成を表す図である。図１において、認証装置１は、情報入力ボックス２、開始入力装置３、コンピュータ４、及び出力装置５を備えている。情報入力ボックス２は、使用者が指紋画像情報、顔画像情報、及びサイン軌跡情報を入力するための装置である。開始入力装置３は、使用者が認証装置１の使用を開始する状態であることをコンピュータに入力するための装置である。開始入力装置３としては、情報入力ボックス２の前に使用者が立ったことを検出する人感センサや、使用者が認証開始を指示するための入力スイッチなどが使用される。コンピュータ４は、情報入力ボックス２から入力される指紋画像情報、顔画像情報、及びサイン軌跡情報に基づいて本人認証処理を行う。出力装置５は、コンピュータ４により本人認証が行われた結果を出力する装置である。出力装置５としては、様々なものが考えられるが、例えば、自動ドアや警報装置などである。
【００２４】
情報入力ボックス２は、ケーシング１０、指書板１０ａ、指紋撮影装置１１、顔撮影装置１２、サイン情報取得装置１３、指検出センサ１４を備えている。図２に、情報入力ボックス２の平面図（ａ）、及び斜視図（ｂ），（ｃ）を示す。ケーシング１０は上面に使用者がサインを指書きするための透明又は半透明の板である指書板１０ａを備えた箱状に形成されている。尚、指書板１０ａとしては、使用者にケーシング１０内が見えないようにハーフミラーを使用することもできる。
【００２５】
指紋撮影装置１１は、指書板１０ａの裏面側から指書板１０ａ上に使用者が指を載せたときにその指の指紋の画像を撮影するカメラである。この指紋撮影装置１１はケーシング１０内に設けられており、指書板１０ａを通して指書板１０ａ上の指の画像を撮影する。尚、指紋画像は高い解像度が必要なため、指紋撮影装置１１は指書板１０ａ上の特定の狭い領域を高解像度で撮影する。
【００２６】
顔撮影装置１２は、指書板１０ａの裏面側から指書板１０ａ上に使用者が指を載せたときにその者の顔画像を撮影するカメラである。この顔撮影装置１２はケーシング１０内の隅に設けられており、指書板１０ａを通して使用者の顔の画像を撮影する。
【００２７】
サイン情報取得装置１３は、指書板１０ａの裏面側から指書板１０ａ上に使用者がサインを指書きしたきにその軌跡情報を動画像として取得するカメラである。このサイン情報取得装置１３はケーシング１０内中央に設けられており、指書板１０ａを通して指書板１０ａ上の指の動画像を撮影する。
【００２８】
指検出センサ１４は、指書板１０ａ上に指が接触又は近接したことを感知するための赤外線センサである。
【００２９】
図３は、指紋撮影装置１１、顔撮影装置１２、サイン情報取得装置１３に使用される撮影装置３０の斜視図である。
【００３０】
撮影装置３０は、カメラ３１、遮光壁３２、照明用光源３３、及び反射ミラー３４を備えている。カメラ３１は、指紋や指や顔の画像を撮影するカメラであり、箱状の筐体３１ｃの上面中央に撮影軸心線を上向きにしてレンズ３１ａが設けられている。また、筐体３１ｃの側面には、接続コネクタ３１ｂが設けられている。
【００３１】
遮光壁３２は、レンズ３１ａを囲む円筒状の壁である。照明用光源３３は、遮光壁３２の周囲にカメラ３１の撮影軸心線を中心として等間隔で複数個配設されている。反射ミラー３４は、カメラ３１の撮影軸心線を中心軸としカメラの撮影方向に向かって拡開する截頭円錐面状に形成されたミラーである。照明用光源３３から照射される照明光は、指書板１０ａに向かって直接進み又は反射ミラー３４で反射されて指書板１０ａに向かって進み、指書板１０ａの裏面をほぼ均等に照明する。遮光壁３２は、照明用光源３３から照射される照明光がカメラ３１のレンズ３１ａに直接回り込むことを防止する。
【００３２】
図４は指書板１０ａ表面の一部を拡大して示した模式図である。指書板１０ａ表面には、使用者がサインの指書きを開始する際に最初に指を置く位置を示す開始マーカー１０ｂが付されている。開始マーカー１０ｂは、指紋撮影装置１１のちょうど真上の位置に付される。そして、指紋撮影装置は、使用者が開始マーカーの位置に指を置いた際にその指の指紋の画像を撮影する。
【００３３】
図５は、本発明の実施例１に係る認証装置１の機能構成を表すブロック図である。図５において、情報入力ボックス２、開始入力装置３、コンピュータ４、出力装置５、指紋撮影装置１１、顔撮影装置１２、サイン情報取得装置１３、指検出センサ１４は、図１，図２の同符号のものに対応する。
【００３４】
コンピュータ４は、指紋画像記憶手段２１、顔画像記憶手段２２、サイン情報記憶手段２３、指紋照合手段２４、顔照合手段２５、サイン照合手段２６、登録者判定手段２７を備えている。
【００３５】
指紋画像記憶手段２１は、各登録者の照合用の指紋画像情報を記憶する。顔画像記憶手段２２は、各登録者の照合用の顔画像を記憶する。サイン情報記憶手段２３は、各登録者の照合用のサイン情報を記憶する。
【００３６】
指紋照合手段２４は、指紋撮影装置１１で撮影された指紋情報を指紋画像記憶手段２１に記憶された照合用の指紋画像と照合し一致度を算出する。顔照合手段２５は、顔撮影装置１２で撮影された顔画像を顔画像記憶手段２２に記憶された照合用の顔画像と照合し一致度を算出する。サイン照合手段２６は、サイン情報取得装置１３で取得されたサインの軌跡情報（サイン情報）をサイン情報記憶手段２３に記憶されたサイン情報と照合し一致度を算出する。ここで、一致度の計算には、画像マッチングで一般的に使用される距離関数の逆数が使用される。
【００３７】
登録者判定手段２７は、指紋照合手段２４、顔照合手段２５及びサイン照合手段２６により算出された各一致度又はその加重加算値を閾値判定することにより使用者が登録者であるか否かの判定を行う。
【００３８】
以上のように構成された本実施例の認証装置１について、以下その動作を説明する。
【００３９】
図６は、認証装置１の動作を表すフローチャートである。まず、使用者が認証装置１の前に立つと開始入力装置３により開始指示がコンピュータ４に入力される（Ｓ１）。コンピュータ４は、開始指示が入力されると顔撮影装置１２により顔画像を撮影する（Ｓ２）。
【００４０】
次に、指検出センサ１４により指が指書板１０ａに置かれたか否かを検出し、指書板１０ａに指が置かれたことが検出されると、指紋撮影装置１１により開始マーカー１０ｂ周辺の画像を一定の時間間隔で撮影する。そして、開始マーカー１０ｂ周辺で指が撮影された時点の画像を指紋画像として抽出する（Ｓ３）。指が撮影されたか否かは、撮影画像の開始マーカー１０ｂの付近に肌色が検出されるか否かによって検出できる。
【００４１】
尚、一定の時間が経っても指が検出されない場合には処理を打ち切って終了する。
【００４２】
次に、サイン情報取得装置１３は、指書板１０ａの全領域を、一定の時間間隔で撮影し、使用者のサインのビデオ画像を取得する（Ｓ４）。ここで、一定時間以上、指検出センサ１４により指が検出されなくなるまでこの撮影は行われる。そして、コンピュータ４は、指検出センサ１４が指を検出している間の画像のみをとりだし、これらの画像から指先の位置を抽出して指先の軌跡画像を生成する。
【００４３】
次に、指紋照合手段２４、顔照合手段２５、及びサイン照合手段２６は、それぞれ取得された指紋画像、顔画像、サインの軌跡画像を、指紋画像記憶手段２１、顔画像記憶手段２２、及びサイン情報記憶手段２３に記憶された各登録者のテンプレート画像と照合し、一致度を算出する（Ｓ５）。
【００４４】
ここで、サインの軌跡画像の照合については、誤差（ぶれ）が大きいため、ダイナミック・プログラミングによるマッチングを行い、取得したサインの軌跡画像とテンプレート画像との照合を行う。この照合においては、最も一致度が高い候補から順に複数個の候補を検出するようにする。
【００４５】
次に、登録者判定手段２７は、指紋照合手段２４、顔照合手段２５及びサイン照合手段２６により算出された各一致度又はその加重加算値を閾値判定することにより使用者が登録者であるか否かの判定を行う（Ｓ６）。
【００４６】
最後に、コンピュータ４は、判定結果を出力装置５に出力し、認証処理を終了する（Ｓ９）。
【００４７】
以上のように、指紋画像、顔画像、サイン情報を併せて照合することにより、確実性の高い本人認証を行うことができる。また、使用者には指紋画像や顔画像が取得されたことを認知されないため、使用者の心理的負担の低減が図られる。
【００４８】
尚、本実施例ではサイン情報取得装置１３としてカメラを使用したが、サイン情報取得装置１３としてはこれ以外にタッチパネルを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る認証装置のハードウェア構成を表す図である。
【図２】情報入力ボックス２の平面図（ａ）、及び斜視図（ｂ），（ｃ）である。
【図３】指紋撮影装置１１、顔撮影装置１２、サイン情報取得装置１３に使用される撮影装置の斜視図である。
【図４】図４は指書板１０ａ表面の一部を拡大して示した模式図である。
【図５】本発明の実施例１に係る認証装置の機能構成を表すブロック図である。
【図６】認証装置１の動作を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
認証装置１
情報入力ボックス２
開始入力装置３
コンピュータ４
出力装置５
ケーシング１０
指書板１０ａ
開始マーカー１０ｂ
指紋撮影装置１１
顔撮影装置１２
サイン情報取得装置１３
指検出センサ１４
指紋画像記憶手段２１
顔画像記憶手段２２
サイン情報記憶手段２３
指紋照合手段２４
顔照合手段２５
サイン照合手段２６
登録者判定手段２７
撮影装置３０
カメラ３１
レンズ３１ａ
接続コネクタ３１ｂ
筐体３１ｃ
遮光壁３２
照明用光源３３
反射ミラー３４
【図１】
2010072693.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010072693.tif 000008