JP2007094588A - 顔認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】 操作者の顔画像が“一般的な顔”と認識される画像であるか否かを判断し、“一般的な顔”であると判断された場合には操作を許可し、“一般的な顔”でないと判断された場合には、なるべく鮮明な顔画像を撮像できるように誘導を行う顔認証システムを提供する。
【解決手段】 制御手段１１は、撮像手段１６により撮像された画像に基づいて操作者の顔画像の特徴量を検出し、記憶手段１２に記憶された顔サンプル画像の特徴量と操作者の顔画像の特徴量とを比較し、撮像された操作者の顔画像に予め定められた顔部品が存在しているか否かを判定すると共に、予め定めた顔部品が存在していると判定された場合に入力手段１５から入力された操作情報を受ける受付処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顔認証システムに係り、特に金銭自動取引装置等で用いることができる顔認証システムに関する。

ＡＴＭ（Automatic Tellers Machine：現金自動窓口機）やＣＤ（Cash Dispenser：現金自動支払機）など、金融機関などで使用される金銭自動取引装置は金融機関の職員と対面することなく現金の引出し等の取引処理ができるため、犯罪の標的となりやすい。これに対処するための手段として、操作者の顔認証によるセキュリティ・システムが実用化されている。

従来、セキュリティにおける顔認証システムは、対象者と事前に登録された“本人”との差異をチェックし、同一と判断された場合に本人のみに許された行動（入退室、機械操作等）の可否を認証するという考え方であった。

例えば、銀行預金の入出金を、現場で撮像した操作者の顔と、通帳や通帳袋に事前登録された“本人の顔”と或る閾値内で一致するものについてのみ本人であると判断して動作可能とするものであり、この方法の場合セキュリティを厳しくすればするほど閾値は小さくなる。即ち、この考え方では、操作者の顔の特徴量データと本人の顔の特徴量データの差異が、いかに小さいかがポイントとなる。

このような考え方に基づくものとして、本人の顔画像の蓄積と心理的圧迫を利用したセキュリティ・システム（例えば、特許文献１参照。）、口座開設時に本人確認資料として顔画像を撮像する機能を持った自動取引装置（例えば、特許文献２参照。）、事前に認証のためのバイオメトリクス情報（顔、指紋、網膜等）の取得の許否を本人の意思で決め、かつ、操作中に取得されたバイオメトリクス情報は保存されるため、プライバシー保護と不正利用に対する抑止効果を有する自動取引装置（例えば、特許文献３参照。）などの技術が多々提案されている。
特開２００４−２２２０３６公報 特開２０００−３５３２６６公報 特開２００３−２５６９１２公報

しかしながら、実際に預金通帳を管理・使用するのは、一般的に本人以外の家人・家族である場合が多く、“本人のみ”が照合されるシステムでは家人・家族でも操作が許可されないという不都合が生じ、顔認証システムを広く適用することは困難であった。

また、本人の画像の登録／更新作業の手間や登録データを保存する場所（通帳、カード、通帳袋等）を新たに付与することはコスト的にも難しく、概念的なアイデア若しくはＶＩＰ向け管理システムとするしかなかった。

本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、厳密に“特定の顔”との差異を分析・認証するという考え方ではなく、“一般的な顔”と認識される画像であるか否かを判断し、“一般的な顔”であると判断された場合には操作を許可し、“一般的な顔”でないと判断された場合には、なるべく鮮明な顔画像を撮像できるように誘導を行うといったバックヤード処理を組み合わせることにより、緩やかなセキュリティを維持する顔認証システムを提供することを目的とする。

上記目的を解決するため、請求項１記載の顔認証システムは、操作者の操作情報を入力する入力手段と、前記操作者を撮像する撮像手段と、顔サンプル画像の特徴量を記憶した記憶手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて操作者の顔画像の特徴量を検出する特徴量検出手段と、前記顔サンプル画像の特徴量と前記操作者の顔画像の特徴量とを比較し、撮像された操作者の顔画像に予め定められた顔部品が存在しているか否かを判定する判定手段と、前記顔部品が存在していると判定された場合に前記入力手段に入力された操作情報を受ける受付処理手段と、を備えている。

この発明に係る顔認証システムの特徴量検出手段は、撮像手段により撮像された画像に基づいて操作者の顔の特徴量を検出し、判定手段は、検出された操作者の顔の特徴量と記憶手段に記憶された顔サンプル画像の特徴量とを比較し、予め定められた顔部品が存在するか否かを判定する。

そして、受付処理手段は、予め定められた顔部品が存在する場合にのみ、入力された操作情報を受け付ける処理を行う。

このように操作者の顔の特徴量データと顔サンプル画像の特徴量データとを比較して、予め定められた顔部品が存在する場合にのみ、受付処理が行われるので、銀行等における通常の取引処理、入退室、及び機械操作等の顔認証を必要とする処理を安全に行えるようにすることができる。

請求項２記載の顔認証システムでは、判定手段は、顔サンプル画像の特徴量と操作者の顔画像の特徴量との差を算出し、差が予め定められた顔部品存在閾値を超える場合には顔部品が存在しないと判定し、差が予め定められた顔部品存在閾値以下の場合には顔部品が存在すると判定する。

請求項３記載の顔認証システムは、特徴量データの差が顔部品存在閾値を超える場合に、操作者に顔の露出を促すように報知する報知手段を備えている。このように報知することで、より鮮明な操作者の顔画像が得られることが期待できる。

また、請求項４記載の顔認証システムは、撮像手段により撮像された操作者の画像を、受付処理手段の処理結果と関連付けして記憶する画像記憶手段を更に備えている。従って、犯罪が行われた場合に、記憶していた操作者の画像が犯人の手配用画像として入手できる。

以上説明したように、本発明によれば、本人画像の事前登録や更新作業にかかわる余分な設備投資が不要であるため、より安価で、実現性が高く、犯罪抑制効果を高めた認証システムを構築できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１には本実施の形態に係る現金自動取引装置における顔認証システムのシステム構成が示されている。本実施の形態を構成するＡＴＭ５は、金融機関の店舗４に複数台設置されている。ＡＴＭ５のそれぞれは、コンピュータを含んで構成され、制御手段１１、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）１２、電源１３を備え、通信手段１０により通信ネットワーク３を介して遠隔地のサーバ１とオンラインでデータ交換を行う。

ＨＤＤ１２には顔サンプル画像の特徴量が格納されている。制御手段１１はＡＴＭ５全体の動作を司るＣＰＵ及びＲＯＭ、ＲＡＭのメモリを備え、タッチパネル１５、ＣＣＤカメラ１６及び音声案内を含むその他の制御部１７を制御する。

さらに、制御手段１１の出力側は、紙幣の処理を行う紙幣入出金部１８、硬貨の処理を行う硬貨入出金部１９、通帳の書込み、発行等を行う通帳プリンタ部２０及びカードの読取り、書込み、レシート印字等を行うカード・レシート部２１に接続され、これらの動作を制御する。

タッチパネル１５は、カラー液晶表示装置を備え、操作者への案内メッセージを表示したり、操作者が暗証番号等の取引情報を直接指を触れてキー入力するためのキーボードを表示すると同時に、指を触れることによりキー入力が行える。

ＣＣＤカメラ１６は、ＡＴＭの正面の中央部分に、タッチパネル１５を操作している操作者の顔画像をほぼ正面から的確に撮影できるように設置される。

その他の制御部１７は、操作者への案内メッセージを音声で伝える音声案内や係員の呼び出しなどを行う。

次に、本発明の実施の形態の作用を、図２に示した制御ルーチンを表すフローチャートに沿って説明する。

最初にステップ１００で、操作者がＡＴＭ５の前に立つとセンサ（図示しない）が操作者を検知し、タッチパネル１５に初期メニューを表示し、撮像モードが開始されＣＣＤカメラ１６が操作者を撮像すると同時に、変数Ｎを“Ｎ＝１”に設定する。

ここで、変数Ｎは撮像した操作者の顔画像が“正しい人間の顔”として認識できるか否かを判定する後述の処理を何回行ったかを示す変数であり、これを初期値である“１”に設定する。

ステップ１１０では、撮像データから顔画像を検出する。撮像データから顔領域を検出する方法は公知のいかなる方法でもよく、本実施の形態ではその方法は問わない。

例えば、予め様々な人物の様々な方向の顔で瞳と鼻孔が含まれている顔辞書パターン（例えば、３０×３０ピクセル）を登録しておき、撮像データ全体を移動させながら、かつ撮像データのスケール変化を行いながら顔辞書パターンとの類似度を計算し、閾値評価を行うことにより顔領域の画像を抽出するテンプレート・マッチングによる方法などであるが、これに限定するものではない。

ステップ１２０では、撮像データ中の顔の存否、即ち、前のステップでの顔画像の検出処理の成否を判定する。悪意の操作者の場合、顔を撮影されることを避けるために、手で顔を隠しながら操作したりするため顔領域を撮影できない場合が予想されるためである。撮像データから顔が検出できた場合にはステップ１３０に進み、顔が検出できなかった場合にはステップ１４０に進む。

ステップ１３０では、撮像データから検出した顔画像が“正しい人間の顔”として認識できるか否かを判定する。ここで“正しい人間の顔”とは、帽子、マスク、サングラス等を着用していない、目・鼻・口等の顔の部品が露出している顔を意味する。他人の預金口座を操作しようとする者は、往々にして帽子、マスク、サングラス等で変装するものだからである。

“正しい人間の顔”であるか否かの判定は、撮像データから検出した顔画像の特徴量データを計測し、この特徴量データと予めＨＤＤ１２に登録しておいた顔サンプル画像の特徴量データとを比較することにより行う。顔サンプル画像とは、帽子やマスク等の余計なものを一切着用していない、ごく一般的な人間の顔画像であり、この顔から計測される特徴量データを予め登録しておく。

判定に際しては、両特徴量データの差異を計算する。特徴量としては、目と目の間の距離、頭頂と目の距離、顔の幅、目と耳・口・鼻との距離等が考えられる。そして、下記の式に示すように、ＣＣＤカメラ１６が撮像した操作者の特徴量データと顔サンプル画像の特徴量データの差異が閾値δよりはるかに大きいかを判断する。

｜操作者の特徴量データ − 顔サンプル画像の特徴量データ｜ ≫ δ（閾値）
ここで、閾値として、顔サンプル画像と特徴量データとの差がこの閾値より大きければ、帽子やマスク等の着用のために目・鼻・口等の顔部品が隠れて“正しい人間の顔”が撮像されていないと判断できる程度に十分に大きな値を“顔部品存在閾値”として設定しておけば、特徴量データの差の絶対値が顔部品存在閾値より大きいか否かにより、顔部品の存否の判断ができる。

ここが本発明の大きな特徴である。つまり、従来の顔認証システムでは、操作者の顔の特徴量データと本人の顔の特徴量データの差異がいかに小さいかがポイントとなるのに対して、本発明に係る顔認証システムでは、操作者の顔の特徴量データとごく一般的な顔の特徴量データの差が如何に大きいか（大きくないか）がポイントとなり、全く逆の発想に基づくものである。

このようにして両特徴量データの差が顔部品存在閾値以下である場合には“正しい人間の顔”と認識できると判断されてステップ１７０に進み、両特徴量データの差が顔部品存在閾値を超えた場合には“正しい人間の顔”と認識できないと判断されてステップ１４０に進む。

ステップ１４０では、「顔が存在しない」又は「人間の顔として認識できない」、即ち“正しい人間の顔”の撮像に何度失敗したかを示す“Ｎ”の値をチェックする。２度以下の場合にはステップ１５０に進み、３度以上の場合にはステップ１６０に進む。

ステップ１５０は、これまで１度又は２度“正しい人間の顔”の撮像に失敗した場合の処理であり、「マスク、帽子などを着用されている方は、おはずしになった上で、再度操作いただきますようお願いします。」など顔をより露出させた上で再操作を行うように促す旨のメッセージをタッチパネル１５に表示する。メッセージを表示するのはＣＣＤカメラ１６で鮮明な顔画像を撮像するための処置であり、複数アングルで撮像するため「右側の注意事項をよく読んで・・・」などの指示を与えれば更に効果的である。最後に、“正しい人間の顔”の撮像の失敗回数を示すＮを１インクリメントする。

ただし、実際の運用では、ここでは操作者に心理的負担を与えないことがポイントである。風邪を引いた本人がマスクを着用している場合や、家人の場合には、「あれっ、入力ミスしたかな？」という程度の印象のみを与え、不正使用する操作者には、事を成し遂げた後、一刻も早くその場を立ち去りたいという気持ちに“あせり”を与え、不審行動を増長させるように仕向ける。言い換えれば、操作者をより長くＡＴＭ５の前に立たせ、いろいろな角度からの手配映像が、より長く顔画像を撮像できるように焦らすための措置である。

ステップ１６０では、バックヤードへの警告指令を発する。これは人間の顔として認識できる顔画像の撮影に３度失敗した場合の処理であり、操作者に悪意がある可能性が高いと考えられるケースである。具体的には、アラーム等で警告指令を受けた警備員・行員が操作者に近寄り、「いかがいたしましたか？」などと声をかける。かかる行動は、あくまで表向きは機械操作のサポートとして行うものであり、操作者に不快感を与えないようにする。

また、操作者に気づかれないように背後や出入口付近を警備員や行員で固めることにより、心理的プレッシャーを与え、犯罪を未然に防いだり、犯罪が行われた場合には捕捉を容易にすることもできる。このようなバックヤード処理は、あくまで人的行為であり、これらの人的行為を併せて行うことで、本発明の効果がより上がることとなる。

ステップ１７０では、通常の暗証番号認証ロジックを経て、本来の「引出」等の取引処理を行う。この場合にも、後にログとして保存するため操作者の顔画像を撮像する。本システムは、ＡＴＭを本人以外の家人が操作することが多いという現状に基づき、暗証番号が一致した場合には取引を容認するシステムである。ただし、有事の際には、より効果的な情報を、より安価に残すことができることに特長がある。

最後のステップ１８０では、ＣＣＤカメラ１６による撮像を終了し、撮像した顔画像を含む撮像情報を通信手段１０により通信ネットワーク３を介してサーバ１に転送し、データベース２にログとして保存する。このように撮影情報を保存しておくことにより、仮に犯罪が行われてしまった場合でも、鮮明な犯人手配写真を入手することができ、これを公開することで二次、三次の犯罪を抑制することができる。

保存する撮像情報の詳細は図３に示す通りである。支店番号３０、口座番号３１及び名前３２はカードが保有する情報である。機械番号３３は操作したＡＴＭ番号、操作日時３４はＡＴＭ操作の開始・終了日時、操作履歴３５は「引出」、「預入」、「振替」などの取引内容とその金額、画像情報３６は撮像した動画のファイル名である。

以上、本実施の形態では、操作者の顔画像と顔サンプル画像との特徴量データの差を求め、この差がいかに大きいか否かで顔部品が存在するか否かを判断したが、この方法に限定するものではない。例えば、両特徴データの比を求め、比の大きさによって判断する方法でもよい。

また、本実施の形態では、画像データをサーバ１に転送してサーバ１のデータベース２に格納することとしているが、これに限定するものではなく、ＡＴＭ５自身のＨＤＤ１２に格納する構成としてもよい。

本発明の実施の形態に係る顔認証システムのシステム構成図である。 制御ルーチンの処理の流れを示したフローチャートである。 画像と共に記憶するデータの構造である。

符号の説明

１ サーバ
２ データベース
３ 通信ネットワーク
４ 店舗
５ ＡＴＭ
１０ 通信手段
１１ 制御手段
１２ ＨＤＤ
１３ 電源
１５ タッチパネル
１６ ＣＣＤカメラ
１７ その他の制御部
１８ 紙幣入出金部
１９ 硬貨入出金部
２０ 通帳プリンタ部
２１ カード・レシート部

Claims (4)

1. 操作者の操作情報を入力する入力手段と、
   前記操作者を撮像する撮像手段と、
   顔サンプル画像の特徴量を記憶した記憶手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像に基づいて操作者の顔画像の特徴量を検出する特徴量検出手段と、
   前記顔サンプル画像の特徴量と前記操作者の顔画像の特徴量とを比較し、撮像された操作者の顔画像に予め定められた顔部品が存在しているか否かを判定する判定手段と、
   前記顔部品が存在していると判定された場合に前記入力手段から入力された操作情報を受け付ける受付処理手段と、
   を備えた顔認証システム。
2. 前記判定手段は、
   前記顔サンプル画像の特徴量と前記操作者の顔画像の特徴量との差を算出し、前記差が予め定められた顔部品存在閾値を超える場合には前記顔部品が存在しないと判定し、前記差が予め定められた前記顔部品存在閾値以下の場合には前記顔部品が存在すると判定する、
   請求項１記載の顔認証システム。
3. 前記顔部品が存在しないと判定された場合に、前記操作者に顔の露出を促すように報知する報知手段を更に備えた請求項１又は請求項２記載の顔認証システム。
4. 前記撮像手段により撮像された前記操作者の画像を、前記受付処理手段の処理結果と関連付けして記憶する画像記憶手段を更に備えた請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の顔認証システム。

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