JPH08329219A - 個人認証システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】顔写真における重要部分の再現性を保つと共に
背景等の部分については高周波成分を削減して圧縮率を
高める。 【構成】顔写真画像を複数のブロックに分割するブロッ
ク分割部２１と、各ブロックの直交変換を行う直交変換
部２２と、ブロックが高画質部か低画質部かを記述した
画質選択テーブル２４と、画質選択テーブルを参照し、
ブロックが高画質部のときは高画質用量子化テーブル２
７を選択し、低画質部のときは低画質用量子化テーブル
２８を選択する画質選択部２３と、選択した量子化テー
ブルに基づいて直交変換部出力を量子化する量子化部２
６と、量子化出力を符号化するハフマン符号化部２９を
設け、符号化データを２次元コードとしてＩＤカードに
記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顔写真を符号化して２
次元コードとして記録した個人識別カードから２次元コ
ードを読み取って顔写真を再生する個人認証システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、個人識別カード（以下、ＩＤカー
ドと称する。）を利用した個人認証システムは、ＩＤカ
ードに所有者の顔写真を貼付けて所有者本人であること
を確認するようにしている。しかし、このような方法で
は顔写真を貼り替えることで容易にＩＤカードの偽造が
できるという問題がある。そこで、特開平６−１５５９
７１号公報では、顔写真や個人情報などを２次元コード
としてＩＤカードに記録することで個人認証を行い、こ
れによりＩＤカードの偽造を防止するようにしている。

【０００３】すなわち、この公報のものは、ＩＤカード
として、図５の(a) に示すように表面に所有者の顔写真
を貼付けると共に名前や住所などの個人情報を記載し、
図５の(b) に示すように裏面に顔写真画像や個人情報等
の２次元バーコードを印刷している。そして、２次元バ
ーコードをバーコードリーダで読み取って顔写真画像を
再生し、この顔写真画像を表示装置に表示させること
で、表示した顔写真とＩＤカードの表面に貼られている
顔写真とを比較することでＩＤカードが本物か否かを見
分けるようになっている。

【０００４】ところで、ＩＤカードに顔写真を２次元コ
ード化して記録する場合、数百バイト程度の限られた記
憶容量に顔写真画像を収めなければならないので、画像
データを圧縮するために符号化することが行われる。す
なわち、図６に示すように、画像入力装置１から入力し
たＩＤカード所有者の顔写真の画像データは、画像符号
化装置２で圧縮符号化し、２次元コードエンコーダ３で
２次元コードに変換してから２次元コードプリンタ４で
ＩＤカード５上に印刷することになる。そして、ＩＤカ
ード５から２次元コードを読み取って再生する場合は、
２次元コードスキャナ６によりＩＤカード５から２次元
コードを読み取り、これを２次元コードデコーダ７でデ
コードしてから画像復号化装置８で画像データに復号
し、画像出力装置９で出力表示することになる。

【０００５】画像データを符号化する場合、一般に大き
な圧縮率を得るためにカラー静止画国際標準符号化方式
に代表される変換符号化方式が使用される。この変換符
号化方式は、図７に示すように、入力される画像信号を
ブロック分割部１１により、例えば１ブロックが８×８
画素からなるブロック群に分割し、続いて各ブロック毎
に直交変換部１２で離散コサイン変換等の直交変換を行
う。直交変換部１２からの出力はブロックの左上に低周
波成分が現れ、ブロックの右下に高周波成分が現れる。
この直交変換出力を量子化部１３で量子化テーブル１４
を使用して量子化する。この量子化はブロック内の各出
力値を量子化テーブル１４内の同位置にある量子化ステ
ップサイズで量子化することにより行っている。そし
て、量子化部１３からの出力をハフマン符号化部１５に
おいてハフマンテーブル１６を使用して符号化し、符号
化データとして出力する。

【０００６】ハフマン符号化部１５は、図８に示すよう
に、８×８画素からなるブロック内をジグザグスキャン
を行って２次元配列を１次元配列に並べ替え、非０の量
子化出力と０ランの組み合わせを事象としてハフマン符
号により符号化するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような変換符号化
は、画像の一般的な性質を利用し、量子化操作によって
電力の小さい高周波成分を削減してデータ圧縮を実現し
ている。しかし、顔写真をすべて同じ量子化テーブルを
使用して符号化すると、例えば、目、鼻、口など部分も
高周波成分が除かれるため、顔の特徴がつかみ難くな
り、逆に、顔を除く背景のようにほとんど高周波成分を
必要としない部分では必要以上の情報量を持つために符
号化効率が低くなるという問題が生じる。

【０００８】一方、符号化ブロック毎に多数の量子化テ
ーブルから最適なものを選択して符号化を行うようにす
れば画質を大きく損なわずに符号化することが可能であ
るが、しかし、このようにすると、使用した量子化テー
ブルの情報を符号化データに付加する必要があり、元の
画像の画素数が少ないＩＤカードの顔写真のような場
合、使用した量子化テーブルの情報データの大きさと圧
縮により減らしたデータ量との差が小さくなり、符号化
効果がほとんど得られないという問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、高画質用量子化テーブ
ルと低画質用量子化テーブルの２種類の量子化テーブル
を使用することで、顔写真における重要部分の再現性を
保つことができると共にあまり重要でない部分について
は高周波成分を削減して圧縮率を高めることができ、よ
り確実な個人認証ができると共に符号化効率を高めるこ
とができる個人認証システムを提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
所有者の顔写真を符号化した符号化データを２次元コー
ドとして記録した個人識別カードから、２次元コードを
読取り、得られる符号化データを復号して顔写真を再生
する個人認証システムにおいて、顔写真の画像を複数画
素のブロックに分割するブロック分割部と、このブロッ
ク分割部で分割した各ブロックの直交変換を行う直交変
換部と、画像上の位置によってブロックが高画質部か低
画質部かを記述した画質選択テーブルと、低周波成分の
量子化ステップサイズを小さく設定した高画質用量子化
テーブルと、この高画質用量子化テーブルのステップサ
イズより大きな量子化ステップサイズを設定した低画質
用量子化テーブルと、ブロック分割部で分割した各ブロ
ックの画像上の位置により画質選択テーブルを参照して
ブロックが高画質部か低画質部かを判断し、高画質部の
ときは高画質用量子化テーブルを選択し、低画質部のと
きは低画質用量子化テーブルを選択する画質選択部と、
この画質選択部が選択した量子化テーブルに基づいて直
交変換部からの該当するブロックの直交変換出力を量子
化する量子化部と、この量子化部からの量子化出力を符
号化する符号化部とを設け、符号化部で符号化した符号
化データを２次元コードとして個人識別カードに記録す
るものである。

【００１１】請求項２対応の発明は、請求項１記載の発
明において、画質選択テーブルに、顔写真画像において
目、鼻、口を含む中央部に位置するブロックを高画質部
として記述したものである。

【００１２】

【作用】このような構成の本発明においては、顔写真画
像をブロック分割部で複数画素のブロックに分割した
後、直交変換部にて各ブロック毎に直交変換を行う。ま
た、各ブロック毎に画質選択部にてブロック位置により
高画質部か低画質部か選択される。そして、ブロックが
高画質部のときには直交変換した該当ブロックの出力を
量子化部は高画質用量子化テーブルを使用して量子化す
る。また、ブロックが低画質部のときには直交変換した
該当ブロックの出力を量子化部は低画質用量子化テーブ
ルを使用して量子化する。こうして得られた量子化出力
は符号化部で符号化された後、２次元コードとして個人
識別カードに記録される。

【００１３】ところで、顔写真では画像サイズが固定さ
れている。従って、顔の特徴部分である目、鼻、口はど
の顔写真においてもおおよそ画像中央部に位置してい
る。そこで、顔写真画像の中央部を高画質用量子化テー
ブルを使用して量子化することで高画質を保つ符号化を
行い、それ以外の部分については低画質用量子化テーブ
ルを使用して量子化することで圧縮率を高める。そし
て、高画質用量子化テーブルを使用するか低画質用量子
化テーブルを使用するかの選択は、ブロックの位置によ
り画質選択テーブルで決められているので符号化データ
に量子化テーブルの選択情報を付加する必要はない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。画像入力装置から入力したＩＤカード所有者の顔
写真の画像信号を画像符号化装置で圧縮符号化するが、
この画像符号化装置は図１に示す構成となっている。す
なわち、画像入力装置からの画像信号をブロック分割部
２１に入力して、例えば、１ブロックが８×８画素から
なるブロック群に分割し、この分割した各ブロックを直
交変換部２２及び画質選択部２３にそれぞれ供給してい
る。前記直交変換部２２は、入力する各ブロック毎に離
散コサイン変換等の直交変換を行うようになっている。
前記画質選択部２３は画質選択テーブル２４を使用して
直交変換する各ブロックの位置が高画質部であるか低画
質部であるかを判断し、切替回路２５を切り替えるよう
になっている。

【００１５】前記画質選択テーブル２４には、図２に示
すように、顔写真画像Ｐにおける中央部、すなわち、図
中斜線で示す領域Ｐ1 を高画質部とし、それ以外の領域
Ｐ2を低画質部とする情報が記述されている。領域Ｐ1
である中央部には顔の特徴部分となる目、鼻、口などが
位置する。

【００１６】前記直交変換部２２からの直交変換出力を
量子化部２６にて高画質用量子化テーブル２７又は低画
質用量子化テーブル２８を使用して量子化するが、直交
変換部２２からの直交変換出力のブロック位置が図２の
領域Ｐ1 に位置しているときには前記画質選択部２３は
切替回路２５により前記高画質用量子化テーブル２７を
選択し、また、ブロック位置が図２の領域Ｐ2 に位置し
ているときには前記画質選択部２３は切替回路２５によ
り前記低画質用量子化テーブル２８を選択するようにな
っている。

【００１７】前記高画質用量子化テーブル２７は、図３
の(a) に示すように、ブロックの左上に現れる低周波成
分の領域では量子化ステップサイズを小さく設定し、ブ
ロックの右下に現れる高周波成分の領域では量子化ステ
ップサイズを大きく設定している。前記低画質用量子化
テーブル２８は、図３の(b) に示すように、全体として
高画質用量子化テーブル２７の１．５倍の量子化ステッ
プサイズを設定している。すなわち、前記低画質用量子
化テーブル２８の低周波成分の領域の量子化ステップサ
イズは高周波成分の領域の量子化ステップサイズに比べ
て相対的に小さいが高画質用量子化テーブル２７の低周
波成分の領域の量子化ステップサイズの１．５倍という
比較的大きな値に設定してある。

【００１８】前記量子化部２６からの量子化出力をハフ
マン符号化部２９に供給している。前記ハフマン符号化
部２９は、図８に示すように、８×８画素からなるブロ
ック内をジグザグスキャンを行って２次元配列を１次元
配列に並べ替え、非０の量子化出力と０ランの組み合わ
せを事象としてハフマンテーブル３０を使用してハフマ
ン符号により符号化するようになっている。そして、前
記ハフマン符号化部２９で符号化したデータを符号化デ
ータとして出力している。

【００１９】この符号化データは、２次元コードエンコ
ーダで２次元コードに変換してから２次元コードプリン
タでＩＤカード上に印刷することになる。そして、ＩＤ
カードに印刷した２次元コードは、個人認証時に、２次
元コードスキャナで読み取られた後、２次元コードデコ
ーダでデコードしてから画像復号化装置で画像信号に復
号化するが、この画像復号化装置は図４に示す構成にな
っている。すなわち、２次元コードデコーダからの符号
化データをハフマン復号部３１でハフマンテーブル３２
を使用して復号し、逆量子化部３３及び画質選択部３４
にそれぞれ供給している。

【００２０】前記画質選択部３４は画質選択テーブル３
５を使用してハフマン復号部３１からの出力の位置が高
画質部であるか低画質部であるかを判断し、切替回路３
６を切り替えるようになっている。前記逆量子化部３３
は、ハフマン復号部３１からの出力を高画質用量子化テ
ーブル３７又は低画質用量子化テーブル３８を使用して
逆量子化するが、ハフマン復号部３１からの出力の位置
が図２の領域Ｐ1 に位置しているときには前記画質選択
部３４は切替回路３５により前記高画質用量子化テーブ
ル３７を選択し、また、位置が図２の領域Ｐ2 に位置し
ているときには前記画質選択部３４は切替回路３５によ
り前記低画質用量子化テーブル３８を選択するようにな
っている。

【００２１】前記逆量子化部３３で逆量子化したデータ
は、続いて逆直交変換部３９によって逆離散コサイン変
換等の逆直交変換が行われた後、ブロック組立部４０で
ブロック分割していた画像信号を元の信号の順番に並び
変え、画像信号として再生するようになっている。そし
て、前記ブロック組立部４０からの画像信号は画像出力
装置により表示出力されることになる。

【００２２】このような構成の実施例においては、画像
入力装置で入力した顔写真画像の画像信号を画像符号化
装置で符号化するが、画像符号化装置では、先ず、ブロ
ック分割部２１で１ブロックが８×８画素からなるブロ
ック群に分割されて直交変換部２２及び画質選択部２３
に供給される。分割された各ブロックに対して直交変換
部２２において各ブロック毎に離散コサイン変換等の直
交変換が行われ、量子化部２６に供給される。

【００２３】一方、画質選択部２３は画質選択テーブル
２４から現在符号化中のブロックが高画質部か低画質部
かを読取って切替回路２５を動作し量子化部２６で使用
する量子化テーブルを選択する。例えば、画質選択部２
３が高画質部を選択したときには高画質用量子化テーブ
ル２７が選択されるので、このとき量子化部２６は高画
質用量子化テーブル２７を使用して直交変換出力を量子
化する。また、画質選択部２３が低画質部を選択したと
きには低画質用量子化テーブル２８が選択されるので、
このとき量子化部２６は低画質用量子化テーブル２８を
使用して直交変換出力を量子化する。そして、画質選択
部２３では画質選択テーブル２４により、顔写真画像の
中央部、すなわち、ブロック位置が図２の領域Ｐ1 の位
置のときには高画質部が選択され、それ以外の、すなわ
ち、ブロック位置が図２の領域Ｐ2 の位置のときには低
画質部が選択される。

【００２４】こうして量子化部２６は直交変換出力をブ
ロックの位置によって高画質用量子化テーブル２７又は
低画質用量子化テーブル２８を使用して量子化し、その
出力をハフマン符号化部２９に供給する。ハフマン符号
化部２９ではブロック内をジグザグスキャンを行って２
次元配列を１次元配列に並べ替え、非０の量子化出力と
０ランの組み合わせを事象としてハフマンテーブル３０
を使用してハフマン符号により符号化する。そして、符
号化した符号化データは２次元コードエンコーダで２次
元コードに変換された後、２次元コードプリンタでＩＤ
カード上に印刷される。

【００２５】このように、顔写真画像の中央部にある、
顔の特徴部分となる、目、鼻、口等は高画質を保持した
状態で符号化されるので、顔の特徴部分の画質は良好に
保持される。また、顔写真画像の中央部以外は全体の量
子化ステップサイズを高画質用量子化テーブル２７の周
波成分の量子化ステップサイズの１．５倍に設定した低
画質用量子化テーブル２８を使用して量子化するので、
大きな圧縮率で符号化できる。また、高画質用量子化テ
ーブル２７においても低画質用量子化テーブル２８にお
いても低周波成分の量子化ステップサイズを小さく設定
し、高周波成分の量子化ステップサイズを大きく設定し
ているので、高周波成分の削減ができ、この点において
も圧縮率を高めることができる。

【００２６】ＩＤカードに印刷された顔写真画像の２次
元コードを再生する場合は、ＩＤカードの２次元コード
を２次元コードスキャナーで読取った後、２次元コード
デコーダでデコードして画像復号化装置に入力する。画
像復号化装置では、先ず、２次元コードデコーダからの
符号化データをハフマン復号部３１でハフマンテーブル
３２を使用して復号し、逆量子化部３３及び画質選択部
３４にそれぞれ供給する。画質選択部３４は画質選択テ
ーブル３５を使用してハフマン復号部３１からの出力の
位置が高画質部であるか低画質部であるかを判断して切
替回路３６を切り替える。

【００２７】逆量子化部３３は、ハフマン復号部３１か
らの出力を高画質用量子化テーブル３７又は低画質用量
子化テーブル３８を使用して逆量子化するが、画質選択
部３４が高画質部を判断したときには高画質用量子化テ
ーブル３７を使用して逆量子化し、画質選択部３４が低
画質部を判断したときには低画質用量子化テーブル３８
を使用して逆量子化する。そして、逆量子化部３３で逆
量子化したデータは、逆直交変換部３９によって逆離散
コサイン変換等の逆直交変換が行われた後、ブロック組
立部４０でブロック分割していた画像信号が元の信号の
順番に並び変えられて画像信号として再生される。

【００２８】こうして、画像復号化装置から画像信号が
再生され、この画像信号が画像出力装置により表示出力
される。このようにして画像出力装置に表示される顔写
真は中央部の画質が良好に保たれた状態となる。すなわ
ち、顔の特徴部となる目、鼻、口がより鮮明に表示され
ることになり、ＩＤカードに貼られている実際の顔写真
と比較する場合に比較作業が容易かつ確実にでき、より
確実な個人認証ができる。

【００２９】また、画像符号化装置でも画像復号化装置
でも高画質用量子化テーブルを使用するか低画質用量子
化テーブルを使用するかの選択は、画質選択テーブルに
予めブロックの位置により設定しているので、画像符号
化装置が出力する符号化データに量子化テーブルの選択
情報を付加する必要はない。従って、画像符号化装置か
ら出力するデータは符号化データのみでよく、符号化効
果が十分に高められる。なお、前記実施例では低画質用
量子化テーブルの量子化ステップサイズを高画質用量子
化テーブルの量子化ステップサイズの１．５倍としたが
必ずしもこれに限定するものでないのは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上、本発明によれば、高画質用量子化
テーブルと低画質用量子化テーブルの２種類の量子化テ
ーブルを使用することで、顔写真における重要部分の再
現性を保つことができると共にあまり重要でない部分に
ついては高周波成分を削減して圧縮率を高めることがで
き、より確実な個人認証ができると共に符号化効率を高
めることができる。また、符号化データに量子化テーブ
ルの選択情報を付加する必要がなく、符号化効果を十分
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像符号化装置のブロッ
ク図。

【図２】同実施例の画質選択テーブルに記述した顔写真
画像における高画質部と低画質部の領域を示す図。

【図３】同実施例の画像符号化装置における高画質用量
子化テーブルと低画質用量子化テーブルの量子化ステッ
プサイズを示す図。

【図４】同実施例の画像復号化装置のブロック図。

【図５】従来のＩＤカードの構成を示す図。

【図６】従来の個人認証システムの構成を示すブロック
図。

【図７】従来の画像符号化装置の構成を示すブロック
図。

【図８】ハフマン符号化部によるハフマン符号処理を説
明するための図。

【符号の説明】

２１…ブロック分割部 ２２…直交変換部 ２３…画質選択部 ２４…画質選択テーブル ２５…切替回路 ２６…量子化部 ２７…高画質用量子化テーブル ２８…低画質用量子化テーブル ２９…ハフマン符号化部 ３０…ハフマンテーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所有者の顔写真を符号化した符号化デー
   タを２次元コードとして記録した個人識別カードから、
   ２次元コードを読取り、得られる符号化データを復号し
   て顔写真を再生する個人認証システムにおいて、 顔写真の画像を複数画素のブロックに分割するブロック
   分割部と、このブロック分割部で分割した各ブロックの
   直交変換を行う直交変換部と、画像上の位置によってブ
   ロックが高画質部か低画質部かを記述した画質選択テー
   ブルと、低周波成分の量子化ステップサイズを小さく設
   定した高画質用量子化テーブルと、この高画質用量子化
   テーブルのステップサイズより大きな量子化ステップサ
   イズを設定した低画質用量子化テーブルと、前記ブロッ
   ク分割部で分割した各ブロックの画像上の位置により前
   記画質選択テーブルを参照してブロックが高画質部か低
   画質部かを判断し、高画質部のときは前記高画質用量子
   化テーブルを選択し、低画質部のときは前記低画質用量
   子化テーブルを選択する画質選択部と、この画質選択部
   が選択した量子化テーブルに基づいて前記直交変換部か
   らの該当するブロックの直交変換出力を量子化する量子
   化部と、この量子化部からの量子化出力を符号化する符
   号化部とを設け、前記符号化部で符号化した符号化デー
   タを２次元コードとして個人識別カードに記録すること
   を特徴とする個人認証システム。
2. 【請求項２】 画質選択テーブルは、顔写真画像におい
   て目、鼻、口を含む中央部に位置するブロックを高画質
   部として記述したことを特徴とする請求項１記載の個人
   認証システム。