JP2010108200A - Personal authentication device and personal authentication method - Google Patents

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岳洋 大橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a personal authentication device that performs personal authentication using face feature data and that reduces the time required to complete the authentication. <P>SOLUTION: For the same person, face feature data for rough collation and face feature data for main collation are tagged and registered in a registered face database 150. A long-range face image from a long-range camera 11 and a close-range face image from a close-range camera 21 are input to a detection unit 120 in real time. An extraction unit 130 extracts the face feature data for rough collation from the long-range face image and extracts the face feature data for main collation from the close-range face image. A collation unit 140 searches the registered face database 150 for the face feature data for rough collation that matches the extracted face feature data for rough collation, the face feature data for main collation tagged to the face feature data for rough collation is specified when one or more face feature data for rough collation are found, and a determination is made as to if any of the specified face feature data for main collation matches the extracted face feature data for main collation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は個人を認証する個人認証装置に関する。   The present invention relates to a personal authentication device for authenticating an individual.

下記の特許文献１（特開２００８−１０８２４３号）によると、下記の特許文献１における図１のように、ユーザに認識され易いカメラと、認識されにくいカメラとでユーザを撮像して顔照合することで、不審者らしい人物かどうかの判定を実施した上で、顔照合によるユーザの認証が実現される。しかし、２つのカメラでの撮像完了後、撮像した顔画像から特徴量となる顔データを読み取り、登録済みの全顔データとの照合を実施するため、認証完了までに長時間を要するという課題がある。
特開２００８−１０８２４３号公報 According to the following patent document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-108243), as shown in FIG. 1 in the following patent document 1, the user is imaged with a camera that is easily recognized by the user and a camera that is difficult to recognize, and face matching is performed. As a result, it is possible to authenticate the user by face matching after determining whether or not the person seems to be a suspicious person. However, there is a problem that it takes a long time to complete the authentication because the face data as the feature amount is read from the captured face image after collation with the two cameras and collation with all registered face data is performed. is there.
JP 2008-108243 A

この発明は、顔特徴データを用いて個人認証を行う個人認証装置において、認証完了までに要する時間を短縮する個人認証装置の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a personal authentication device that performs personal authentication using facial feature data and shortens the time required to complete the authentication.

この発明の個人認証装置は、
遠距離の位置にいる人物の顔を含む画像である遠距離顔画像と、前記人物の顔を含む画像であって前記遠距離の位置よりも近距離の位置において撮影された近距離顔画像とをリアルタイムで入力する顔画像入力部と、
前記遠距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第１の照合に使用される顔特徴データである第１照合用対象データを抽出すると共に、前記近距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第２の照合に使用される顔特徴データである第２照合用対象データを抽出する抽出部と、
前記第１の照合に使用される真正な顔特徴データである第１照合用顔特徴データと前記第２の照合に使用される真正な顔特徴データである第２照合用顔特徴データとが同一人について対応付けられた複数人ぶんの情報をデータベースとして格納する格納装置の前記データベースのなかから前記抽出部によって抽出された前記第１照合用対象データに一致すると認められる前記第１照合用顔特徴データを前記第１の照合によって検索し、１以上の前記第１照合用顔特徴データがヒットするとヒットした前記第１照合用顔特徴データに対応する前記第２照合用顔特徴データを前記第２の照合によって特定し、特定された前記第２照合用顔特徴データのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記第２照合用顔特徴データがあるかどうかを判定する照合部と
を備えたことを特徴とする。 The personal authentication device of this invention is
A long-distance face image that is an image including the face of a person at a long-distance position, and a short-distance face image that is an image including the face of the person and is taken at a short-distance position from the long-distance position; A face image input unit for inputting
First target data for collation, which is data representing the facial features of the person and used for the first collation, is extracted from the long-distance face image, and the person is extracted from the short-distance face image. An extracting unit that extracts second matching target data that is data indicating the facial features of the face and used for the second matching,
The first matching face feature data, which is authentic face feature data used for the first matching, and the second matching face feature data, which is authentic face feature data used for the second matching, are the same. The first collation face feature that is recognized to match the first collation target data extracted by the extraction unit from the database of a storage device that stores information on a plurality of persons associated with a person as a database. Data is searched by the first collation, and when one or more first collation face feature data hits, the second collation face feature data corresponding to the hit first collation face feature data is the second collation face feature data. And the second collation that is identified as the second collation target data extracted by the extraction unit in the identified second collation face feature data. Further comprising if the determining matching unit whether there is case for facial feature data and said.

この発明の個人認証装置により、顔特徴データを用いて個人認証を行う個人認証装置において、認証完了までに要する時間を短縮する個人認証装置を提供することができる。   According to the personal authentication device of the present invention, it is possible to provide a personal authentication device that shortens the time required to complete authentication in a personal authentication device that performs personal authentication using facial feature data.

実施の形態１．
図１〜図４を参照して、実施の形態１の個人認証装置１００を説明する。個人認証装置１００は、顔特徴データを用いた本照合による個人認証を実行する場合、まず粗照合によって本照合の候補となる本照合用の顔特徴データを絞り込んでおき、本照合の際には、絞り込まれた本照合用の顔特徴データを用いて本照合を実行する装置である。これにより、認証完了までの時間を短縮する。 Embodiment 1 FIG.
With reference to FIGS. 1-4, the personal authentication apparatus 100 of Embodiment 1 is demonstrated. When performing personal authentication by main verification using face feature data, the personal authentication device 100 first narrows down the facial feature data for main verification, which is a candidate for main verification, by rough verification. This is an apparatus for executing the main matching using the narrowed face characteristic data for main matching. Thereby, the time until the completion of authentication is shortened.

図１は、個人認証装置１００のブロック図である。個人認証装置１００は、近づいてくるユーザ１を狭画角の遠距離カメラ１１で撮像して粗照合（第１の照合）し、個人認証装置１００の前に立ったユーザ１を近距離カメラ２１で撮像して本照合（第２の照合）する。これにより、個人認証装置１００は、短時間で高精度な個人認証を行う。個人認証装置１００は、上位システム２（所定の出力先の一例）に照合結果を出力する。   FIG. 1 is a block diagram of the personal authentication device 100. The personal authentication device 100 captures a user 1 approaching with a long-distance camera 11 with a narrow angle of view and performs rough verification (first verification), and the user 1 standing in front of the personal authentication device 100 is detected by the short-range camera 21. The image is picked up and the main collation (second collation) is performed. Thereby, the personal authentication device 100 performs highly accurate personal authentication in a short time. The personal authentication device 100 outputs the collation result to the host system 2 (an example of a predetermined output destination).

図１に示すように、個人認証装置１００は、遠距離カメラ１１、近距離カメラ２１、検出部１２０、抽出部１３０、照合部１４０、登録顔データベース１５０（格納装置の一例）を備える。検出部１２０は遠距離顔検出部１２、近距離顔検出部２２から構成され、抽出部１３０は、粗照合用顔特徴データ抽出部１３、顔特徴データ抽出部２３から構成され、照合部１４０は、粗照合部１４、本照合部２４から構成される。   As illustrated in FIG. 1, the personal authentication device 100 includes a long-distance camera 11, a short-distance camera 21, a detection unit 120, an extraction unit 130, a collation unit 140, and a registered face database 150 (an example of a storage device). The detection unit 120 includes a long-distance face detection unit 12 and a short-distance face detection unit 22, and the extraction unit 130 includes a rough matching face feature data extraction unit 13 and a face feature data extraction unit 23. , A rough collation unit 14 and a main collation unit 24.

（撮影カメラ）
（１）遠距離カメラ１１は、個人認証装置１００からある程度（例えば、１０ｍ程度）離れた場所（位置）にいるユーザ１の顔を撮像可能な程度の解像度であり、近距離カメラ２１に比べて画角の狭いカメラである。
（２）近距離カメラ２１は、個人認証装置１００にある程度（例えば、１ｍ程度）近い場所（位置）にいるユーザ１の顔を撮像可能な程度の解像度であり、遠距離カメラ１１に比べて画角の広いカメラである。図１に示すように、遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１とは、通常、個人認証装置１００のケースに組み込まれている。なお、後述のように、遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１とは、単一のカメラで実現されても構わない。 (Shooting camera)
(1) The long-distance camera 11 has a resolution that can capture the face of the user 1 at a location (position) that is a certain distance (for example, about 10 m) from the personal authentication device 100. It is a camera with a narrow angle of view.
(2) The short-range camera 21 has a resolution that can capture the face of the user 1 in a place (position) close to the personal authentication device 100 to some extent (for example, about 1 m). A wide-angle camera. As shown in FIG. 1, the long-distance camera 11 and the short-distance camera 21 are usually incorporated in the case of the personal authentication device 100. As will be described later, the long-distance camera 11 and the short-distance camera 21 may be realized by a single camera.

（検出部１２０）
（３）遠距離顔検出部１２は、遠距離カメラ１１で撮像した画像（遠距離顔画像）を入力し、入力した遠距離顔画像からユーザ１の顔画像を検出して切り出す機能を有する。
（４）近距離顔検出部２２は、近距離カメラ２１で撮像した画像（近距離顔画像）を入力し、入力した距離顔画像からユーザ１の顔画像を検出して切り出す機能を有する。 (Detector 120)
(3) The long-distance face detection unit 12 has a function of inputting an image (far-distance face image) captured by the long-distance camera 11 and detecting and cutting out the face image of the user 1 from the inputted long-distance face image.
(4) The short-distance face detection unit 22 has a function of inputting an image (short-distance face image) captured by the short-distance camera 21 and detecting and cutting out the face image of the user 1 from the inputted distance face image.

（抽出部１３０）
（５）粗照合用顔特徴データ抽出部１３は、遠距離顔検出部１２で切り出したユーザ１の顔画像から、粗照合（顔の輪郭や口や鼻等の大きさや位置関係といった比較的はっきりした特徴をもとにした顔照合）用の顔特徴データを抽出する機能を有する。
（６）顔特徴データ抽出部２３は、近距離顔検出部２２で検出したユーザ１の顔画像から、粗照合用の顔の特徴データと本照合（目、鼻、口等の顔パーツの形や位置関係といった個人識別に有効な特徴をもとにした顔照合）用の顔の特徴データを抽出する機能を有する。 (Extractor 130)
(5) The rough matching face feature data extraction unit 13 uses the face image of the user 1 cut out by the long-distance face detection unit 12 to perform rough matching (relatively clear such as the face outline, the size of the mouth and nose, and the positional relationship). A feature of extracting face feature data for face matching based on the feature.
(6) The face feature data extraction unit 23 performs the main collation (feature part shape such as eyes, nose, mouth) from the face feature data for rough matching from the face image of the user 1 detected by the short distance face detection unit 22. And face feature data for face matching based on features effective for personal identification such as position relation.

（照合部１４０）
（７）粗照合部１４は、粗照合用顔特徴データ抽出部１３で抽出された粗照合用顔特徴データと登録顔データベース１５０に保存されている粗照合用顔特徴データとを照合し、本照合部２４へ照合結果を出力する機能を有する。照合結果は、本照合の候補となる本照合用の顔特徴データである。
（８）本照合部２４は、顔特徴データ抽出部２３で抽出された本照合用顔特徴データと登録顔データベース１５０に保存された本照合用顔特徴データの中で粗照合の結果がＯＫだった（選択された）本照合用の顔特徴データとを照合し、上位システム２００や顔特徴データ抽出部２３へ照合結果を出力する機能を有する。 (Verification unit 140)
(7) The rough matching unit 14 matches the rough matching face feature data extracted by the rough matching face feature data extraction unit 13 with the rough matching face feature data stored in the registered face database 150, The collation unit 24 has a function of outputting a collation result. The collation result is face feature data for main collation that is a candidate for the main collation.
(8) The main matching unit 24 indicates that the result of the rough matching is OK among the main matching face feature data extracted by the face feature data extracting unit 23 and the main matching face feature data stored in the registered face database 150. In addition, it has a function of collating with (selected) face feature data for this collation and outputting the collation result to the host system 200 and the face feature data extracting unit 23.

（登録顔データベース）
（９）登録顔データベース１５０は、顔特徴データ抽出部２３で抽出された粗照合用顔特徴データと本照合用顔特徴データとを紐付けて保存する。 (Registered face database)
(9) The registered face database 150 stores the rough matching face feature data extracted by the face feature data extraction unit 23 in association with the main matching face feature data.

図１の個人認証装置１００は、個人認証装置１００に組み込まれた遠距離カメラ１１によって個人認証装置１００に近づいてくるユーザ１を撮像して粗照合用顔特徴データを読み取り、登録済みの「真正な粗照合用顔特徴データ」と粗照合して、本人らしき「本照合用の顔特徴データ」をあらかじめ絞り込んでおく。あらかじめ絞り込むことで、ユーザ１が個人認証装置１００の近くに来た時に個人認証装置１００に組み込まれている近距離カメラ２１によって撮影された近距離顔画像から取得される本照合用の顔特徴データを使用して実施する本照合では、登録済みの全ての「真正な本照合用顔特徴データ」とは照合をせず、粗照合で絞り込まれた本人らしき「真正な本照合用の顔特徴データ」に対してのみ本照合を実施すればよいことが特徴である。   The personal authentication device 100 of FIG. 1 captures the face feature data for rough matching by photographing the user 1 approaching the personal authentication device 100 with the long-distance camera 11 incorporated in the personal authentication device 100, and registers the registered “authenticity”. Rough matching with “rough matching facial feature data”, and “face matching facial feature data” that seems to be the principal is narrowed down in advance. By narrowing down in advance, when the user 1 comes close to the personal authentication device 100, the facial feature data for this verification acquired from the short-distance face image taken by the short-range camera 21 incorporated in the personal authentication device 100 In the actual collation performed using, it is not collated with all the registered “authentic genuine facial feature data”. It is a feature that the main matching only needs to be performed for “

（遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１との兼用）
また、遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１は画角以外は共通化が可能である。このため、レンズを切り替え可能な「単一の撮影カメラ」によって遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１とを兼用し、遠距離顔検出部１２と近距離顔検出部２２、粗照合用顔特徴データ抽出部１３と顔特徴データ抽出部２３、粗照合部１４と本照合部２４を、それぞれ共通のハードウェアで実現してもよい。これにより、装置の外形サイズを小さくすることができる点も特徴である。 (Combined use of long-distance camera 11 and short-distance camera 21)
Further, the long-distance camera 11 and the short-distance camera 21 can be shared except for the angle of view. For this reason, the long-distance camera 11 and the short-distance camera 21 are combined by a “single photographing camera” capable of switching lenses, and the long-distance face detection unit 12, the short-distance face detection unit 22, and rough matching face feature data The extracting unit 13 and the face feature data extracting unit 23, the rough matching unit 14 and the main matching unit 24 may be realized by common hardware. This also makes it possible to reduce the outer size of the apparatus.

図２は、登録顔データベース１５０に粗照合用の顔特徴データと、本照合用の顔特徴データとを対応付けて登録する登録処理の動作を示すフローチャートである。図２を参照して登録処理の動作を説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing an operation of a registration process for registering the facial feature data for rough matching and the facial feature data for main matching in association with each other in the registered face database 150. The operation of the registration process will be described with reference to FIG.

（登録の動作）
まず、起動完了した個人認証装置１００の手前１ｍ程度の位置にユーザ１の顔を配置（Ｓ１１）すると、常に撮像している近距離カメラ２１が、配置されたユーザ１の顔を撮像（Ｓ１２）して近距離顔検出部２２に撮像画像を出力する。 (Registration behavior)
First, when the face of the user 1 is placed at a position about 1 m in front of the personal authentication device 100 that has been activated (S11), the short-range camera 21 that is always taking an image picks up the face of the placed user 1 (S12). Then, the captured image is output to the short-distance face detection unit 22.

近距離顔検出部２２は入力された撮像画像から、ユーザ１の顔を検出して切り出し（Ｓ１３のＹＥＳ，Ｓ１４）、ユーザ１の顔画像を顔特徴データ抽出部２３に出力する。ここでの顔の検出とは、例えばいろいろな大きさの眉毛や目のパターンを近距離カメラ２１で撮像した画像に対してパターンマッチングして、いずれかのパターンがマッチすればマッチした位置をもとに顔画像の領域の当てをつけて切り出す等である。   The short-distance face detection unit 22 detects and cuts out the face of the user 1 from the input captured image (YES in S13, S14), and outputs the face image of the user 1 to the face feature data extraction unit 23. Here, the face detection means, for example, pattern matching of images of various sizes of eyebrows and eyes with an image captured by the short-range camera 21, and if any of the patterns matches, the matching position can be determined. For example, the face image area is applied to and cut out.

顔特徴データ抽出部２３は、入力されたユーザ１の顔画像から、粗照合（＝顔の輪郭や口や鼻等の大きさや位置関係といった比較的はっきりした特徴をもとにした顔照合）用の顔の特徴データと、本照合（＝目、鼻、口等の顔パーツの形や位置関係といった個人識別に有効な特徴をもとにした顔照合）用の顔の特徴データを抽出する（Ｓ１５）。   The face feature data extraction unit 23 performs rough matching (= face matching based on relatively clear features such as face outline, mouth size, and nose size and positional relationship) from the input user 1 face image. Facial feature data and facial feature data for main matching (= face matching based on features useful for personal identification such as the shape and positional relationship of facial parts such as eyes, nose and mouth) are extracted ( S15).

本照合部２４は、抽出された本照用の顔特徴データと、登録顔データベース１５０に保存された本照合用顔特徴データとの一致率が、照合閾値より大きいかどうかを照合処理して確認する（Ｓ１６）。   The main collation unit 24 performs collation processing to check whether or not the matching rate between the extracted main feature facial feature data and the main facial feature data stored in the registered face database 150 is larger than a collation threshold. (S16).

（データベースが空のとき）
このとき、登録顔データベース１５０が空であれば（Ｓ１７のＹＥＳ）、顔特徴データ抽出部２３は、抽出された本照合用の顔特徴データと粗照合用の顔特徴データを登録顔データベース１５０に保存する（Ｓ２０ｂ）。 (When the database is empty)
At this time, if the registered face database 150 is empty (YES in S17), the face feature data extraction unit 23 stores the extracted face feature data for main matching and face feature data for rough matching in the registered face database 150. Save (S20b).

（データベースが空ではないとき）
また、登録顔データベース１５０が空でなく（Ｓ１７のＮＯ）、本照合部２４の照合処理により、抽出された本照合用の顔特徴データと登録顔データベース１５０に保存された本照合用顔特徴データの一致率が照合閾値より大きい場合（Ｓ１８のＹＥＳ，すでに登録済の場合が相当）、本照合部２４は、顔特徴データ抽出部２３と外部システム２とに照合結果ＯＫを出力する（Ｓ１９）。Ｓ１８でＮＯの場合（データベースにデータは格納されているが、今回登録しようとしているデータは未登録の場合が相当）、一定時前に照合ＯＫであったことを条件（Ｓ２０ａのＹＥＳ）に、顔特徴データ抽出部２３で抽出された本照合用の顔特徴データと粗照合用の顔特徴データとを登録顔データベース１５０に保存する（Ｓ２０ｂ）。ここで、「一定時前に照合ＯＫ」（Ｓ２０ａのＹＥＳ）とは、新たにユーザのデータを登録する場合には、このユーザには正規の管理者が付き添って登録行うことを想定しており、Ｓ２０ａは、まず既登録の正規の管理者が登録処理を行い（Ｓ１７のＮＯ、Ｓ１８のＹＥＳと進む）、その後に、今回登録しようとするユーザの新規登録の処理を実行する場合を想定したものである。 (When the database is not empty)
If the registered face database 150 is not empty (NO in S17), the face feature data for main matching extracted by the matching processing of the main matching unit 24 and the face feature data for main matching stored in the registered face database 150 are stored. Is greater than the collation threshold (YES in S18, corresponding to the case where it has already been registered), the collation unit 24 outputs a collation result OK to the face feature data extraction unit 23 and the external system 2 (S19). . In the case of NO in S18 (data is stored in the database, but the data to be registered this time is not registered), the condition is that the collation was OK before a certain time (YES in S20a), The face feature data for main matching and the face feature data for rough matching extracted by the face feature data extracting unit 23 are stored in the registered face database 150 (S20b). Here, “verify before a fixed time” (YES in S20a) assumes that when a user's data is newly registered, the user is registered with a regular administrator. , S20a assumes a case where an already registered authorized administrator performs a registration process (NO in S17, advances to YES in S18), and then executes a new registration process for a user who intends to register this time. Is.

以上により、ユーザ１の顔特徴データ登録は完了する。   Thus, the facial feature data registration of the user 1 is completed.

（照合処理の動作）
図３は、個人認証装置１００による照合処理（粗照合と本照合）の動作を示すフローチャートである。図３を参照して照合処理の動作を説明する。 (Verification processing operation)
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of collation processing (coarse collation and main collation) by the personal authentication device 100. The operation of the collation process will be described with reference to FIG.

（遠距離顔画像の撮影及び処理）
まず、起動完了した個人認証装置１００の手前１０ｍ程度の位置にユーザ１の顔を配置（Ｓ２１）すると、常に撮像している遠距離カメラ１１が、配置されたユーザ１の顔を撮像（Ｓ２２）して遠距離顔検出部１２に撮像画像（遠距離顔画像）を出力する。 (Shooting and processing of long-distance face images)
First, when the face of the user 1 is arranged at a position of about 10 m before the personal authentication device 100 that has been activated (S21), the long-distance camera 11 that is always imaging images the face of the arranged user 1 (S22). Then, the captured image (long-distance face image) is output to the long-distance face detection unit 12.

（検出：切り出し）
すなわち、遠距離顔検出部１２は、遠距離カメラ１１によって撮像された遠距離顔画像をリアルタイムで入力する。遠距離顔検出部１２は入力された撮像画像から、ユーザ１の顔を検出して切り出し（Ｓ２３のＹＥＳ、Ｓ２４）、ユーザ１の顔画像を粗照合用顔特徴データ抽出部１３に出力する。ここでの顔の検出とは、例えばいろいろな大きさの口や鼻のパターンを遠距離カメラ１１で撮像した画像に対してパターンマッチングして、いずれかのパターンがマッチすれば、マッチした位置をもとに顔画像の領域の当てをつけて切り出す等である。 (Detection: clipping)
That is, the long-distance face detection unit 12 inputs a long-distance face image captured by the long-distance camera 11 in real time. The long-distance face detection unit 12 detects and cuts out the face of the user 1 from the input captured image (YES in S23, S24), and outputs the face image of the user 1 to the rough matching face feature data extraction unit 13. Here, the detection of the face means, for example, pattern matching of images of various sizes of mouths and noses with an image captured by the long-distance camera 11, and if any pattern matches, the matched position is determined. For example, the face image area is applied and cut out.

（抽出）
粗照合用顔特徴データ抽出部１３は、入力されたユーザ１の顔画像から、粗照合用顔特徴データを抽出（Ｓ２５）し、粗照合部１４に渡す。 (Extraction)
The rough matching face feature data extraction unit 13 extracts the rough matching face feature data from the input face image of the user 1 (S25), and passes it to the rough matching unit 14.

（粗照合）
粗照合部１４は、抽出された粗照合用顔特徴データ（以下、「抽出粗照合用データ」という）と登録顔データベース１５０に保存されている粗照合用顔特徴データ（以下、「保存粗照合用データ」という）との間で粗照合処理（第１の照合）を行い、「抽出粗照合用データ」との一致率が照合閾値よりも大きい「保存粗照合用データ」が存在するかどうかを検索する（Ｓ２６、Ｓ２７）。粗照合部１４は、一致率が照合閾値よりも大きい「保存粗照合用データ」がヒットした場合は、ヒットした「保存粗照合用データ」と対応づけられて登録顔データベース１５０に保存（格納）されている本照合用顔特徴データ（以下、「保存本照合用データ」という）を本照合部２４に出力する（Ｓ２８）。通常は複数の「保存粗照合用データ」がヒットし、これらに対応する複数の「保存本照合用データ」が本照合部２４に出力（絞り込み）される。 (Coarse matching)
The coarse matching unit 14 extracts the extracted rough matching face feature data (hereinafter referred to as “extracted rough matching data”) and the rough matching face feature data stored in the registered face database 150 (hereinafter referred to as “stored coarse matching”). Whether or not there is “stored coarse matching data” whose matching rate with the “extracted coarse matching data” is larger than the matching threshold value. Is searched (S26, S27). When the “saved coarse matching data” having a matching rate larger than the matching threshold is hit, the coarse matching unit 14 saves (stores) it in the registered face database 150 in association with the hit “saved coarse matching data”. The main matching face feature data (hereinafter referred to as “stored main matching data”) is output to the main verification unit 24 (S28). Normally, a plurality of “stored rough collation data” are hit, and a plurality of “stored main collation data” corresponding to these are output (narrowed down) to the main collation unit 24.

（近距離顔画像の撮影及び処理）
次に、個人認証装置１００の手前１ｍ程度の位置にユーザ１の顔を配置すると（Ｓ３１）、常に撮像している近距離カメラ２１が配置されたユーザ１の顔を撮像（Ｓ３２）して近距離顔検出部２２に撮像画像（近距離顔画像）を出力する。 (Shooting and processing of short-distance face images)
Next, when the face of the user 1 is placed at a position about 1 m in front of the personal authentication device 100 (S31), the face of the user 1 on which the short-range camera 21 that is always taking an image is placed is imaged (S32). A captured image (short-distance face image) is output to the distance face detection unit 22.

（検出：切り出し）
すなわち、近距離顔検出部２２は、近距離カメラ２１によって撮影された近距離顔画像をリアルタイムで入力する。近距離顔検出部２２は入力された撮像画像から、ユーザ１の顔を検出して切り出し（Ｓ３３のＹＥＳ、Ｓ３４）、ユーザ１の顔画像を顔特徴データ抽出部２３に出力する。ここでの顔の検出とは、例えばいろいろな大きさの眉毛や目のパターンを近距離カメラ２１で撮像した画像に対してパターンマッチングして、いずれかのパターンがマッチすればマッチした位置をもとに顔画像の領域の当てをつけて切り出す等である。 (Detection: clipping)
That is, the short-distance face detection unit 22 inputs a short-distance face image captured by the short-distance camera 21 in real time. The short-distance face detection unit 22 detects and cuts out the face of the user 1 from the input captured image (YES in S33, S34), and outputs the face image of the user 1 to the face feature data extraction unit 23. Here, the face detection means, for example, pattern matching of images of various sizes of eyebrows and eyes with an image captured by the short-range camera 21, and if any of the patterns matches, the matching position can be determined. For example, the face image area is applied to and cut out.

（抽出）
顔特徴データ抽出部２３は、入力されたユーザ１の顔画像から、粗照合用顔特徴データと本照合用顔特徴データ（以下、「抽出本照合用データ」という）を抽出し（Ｓ３５）、本照合部２４に渡す。 (Extraction)
The face feature data extracting unit 23 extracts rough matching face feature data and main matching face feature data (hereinafter referred to as “extracted main matching data”) from the input face image of the user 1 (S35). This is passed to the verification unit 24.

（本照合）
本照合部２４は、「抽出本照合用データ」と、粗照合部１４から入力された「保存本照合用データ」との間で本照合（第２の照合）を行い、入力された「保存本照合用データ」のなかに「抽出本照合用データ」との一致率が照合閾値よりも大きいものが存在するかを判定する（Ｓ３６、Ｓ３７）。本照合部２４は、「抽出本照合用データ」との間で、一致率が照合閾値よりも大きい「保存本照合用データ」が存在する場合（Ｓ３７のＹＥＳ）、顔特徴データ抽出部２３と上位システム２００とに、照合結果ＯＫの通知を出力する（Ｓ４０）。 (Main verification)
The main collation unit 24 performs the main collation (second collation) between the “extracted main collation data” and the “stored main collation data” input from the rough collation unit 14, and the input “save” It is determined whether or not the “matching data” has a matching rate with the “extracted matching data” larger than the matching threshold (S36, S37). When there is “stored book matching data” having a matching rate greater than the matching threshold value with “extracted book matching data” (YES in S37), the book matching unit 24 and the face feature data extracting unit 23 A collation result OK notification is output to the host system 200 (S40).

本照合部２４は、一致率が照合閾値よりも大きい「保存本照合用データ」が存在しなかった場合（Ｓ３７のＮＯ）、「抽出本照合用データ」を登録顔データベース１５０に格納されている本照合用の顔特徴データとの一致率の判定を行い（Ｓ３９）、一致率が照合閾値よりも大きい本照合用の顔特徴データが存在する場合（Ｓ３８、Ｓ３９のＹＥＳ）、顔特徴データ抽出部２３と上位システム２００とに、照合結果ＯＫの通知を出力（Ｓ４０）し、一致率が照合閾値よりも大きい本照合用の顔特徴データが存在しない場合（Ｓ３９のＮＯ）は、処理を終了する。   When there is no “stored book matching data” having a matching rate greater than the matching threshold (NO in S37), the book matching unit 24 stores “extracted book matching data” in the registered face database 150. A match rate with the face feature data for main matching is determined (S39). When face feature data for main matching having a match rate larger than the matching threshold exists (YES in S38 and S39), face feature data extraction is performed. The notification of the collation result OK is output to the unit 23 and the host system 200 (S40), and if there is no face feature data for main collation in which the coincidence rate is larger than the collation threshold (NO in S39), the process is terminated. To do.

以上により、照合時の動作は完了する。   Thus, the operation at the time of collation is completed.

図４は、個人認証装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図４を参照して個人認証装置１００のハードウェア構成を簡単に説明する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the personal authentication device 100. The hardware configuration of the personal authentication device 100 will be briefly described with reference to FIG.

図４は、コンピュータで実現される個人認証装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。図４において、個人認証装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ８１０（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ８１０は、バス８２５を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８１２、表示装置８１３、操作キー８１４、通信ボード８１５、遠距離カメラ８１６、近距離カメラ８１７、磁気ディスク装置８２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置８２０の代わりに、光ディスク装置、フラッシュメモリなどの記憶装置でもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of hardware resources of the personal authentication device 100 realized by a computer. 4, the personal authentication device 100 includes a CPU 810 (Central Processing Unit) that executes a program. The CPU 810 includes a ROM (Read Only Memory) 811, a RAM (Random Access Memory) 812, a display device 813, operation keys 814, a communication board 815, a long-distance camera 816, a short-distance camera 817, and a magnetic disk device 820 via a bus 825. And control these hardware devices. Instead of the magnetic disk device 820, a storage device such as an optical disk device or a flash memory may be used.

ＲＡＭ８１２は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ８１１、磁気ディスク装置８２０等の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、格納装置あるいは記憶部の一例である。通信ボード８１５は、ネットワーク（ＬＡＮ等）に接続されている。   The RAM 812 is an example of a volatile memory. Storage media such as the ROM 811 and the magnetic disk device 820 are examples of nonvolatile memories. These are examples of a storage device or a storage unit. The communication board 815 is connected to a network (LAN or the like).

磁気ディスク装置８２０には、オペレーティングシステム８２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム８２２、プログラム群８２３、ファイル群８２４が記憶されている。プログラム群８２３のプログラムは、ＣＰＵ８１０、オペレーティングシステム８２１、ウィンドウシステム８２２により実行される。   The magnetic disk device 820 stores an operating system 821 (OS), a window system 822, a program group 823, and a file group 824. The programs in the program group 823 are executed by the CPU 810, the operating system 821, and the window system 822.

上記プログラム群８２３には、以上に説明した実施の形態１の説明において「〜部」として説明した機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ８１０により読み出されて実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。   The program group 823 stores programs that execute the functions described as “˜units” in the description of the first embodiment described above. The program is read and executed by the CPU 810. That is, the program causes the computer to function as “to part”. Alternatively, the procedure or method of “to part” is executed by a computer.

実施の形態１では個人認証装置１００について説明したが、個人認証装置１００は、個人認証方法として把握することも可能である。   Although the personal authentication device 100 has been described in the first embodiment, the personal authentication device 100 can be grasped as a personal authentication method.

以上のように、実施の形態１の個人認証装置１００によれば、粗照合によって、予め本照合用の顔特徴データを絞り込むので、本照合で実施する照合回数が少なくなり、個人認証装置１００の前に立ち止まって照合操作を行う認証時間を短縮することが可能となる。また、二重の照合で高い認証精度を実現し、照合の再操作を軽減できるため、操作完了までに個人認証装置１００の消費電力量を抑えることが可能となる。   As described above, according to the personal authentication device 100 of the first embodiment, the face feature data for main verification is narrowed down in advance by rough verification, so the number of verifications performed in the main verification is reduced, and the personal authentication device 100 It is possible to shorten the authentication time for performing the collation operation by stopping before. Further, high authentication accuracy can be realized by double verification, and re-operation of verification can be reduced, so that it is possible to reduce the power consumption of the personal authentication device 100 before the operation is completed.

実施の形態１の個人認証装置１００は判定結果を上位システム２００に送信するので、上位システム２００は判定結果を迅速に取得することができる。   Since the personal authentication apparatus 100 according to the first embodiment transmits the determination result to the higher system 200, the higher system 200 can quickly acquire the determination result.

実施の形態１の個人認証装置１００によれば、Ｓ３７でＮＯの場合には、登録顔データベース１５０に格納されている本照合用の顔特徴データとの一致率の判定が行われるので、粗照合で「保存本照合用データ」がヒットしなかった場合でも、確実に認証処理を実行できる。   According to the personal authentication device 100 of the first embodiment, when NO in S37, the matching rate with the face feature data for main matching stored in the registered face database 150 is determined, so that rough matching is performed. Even if the “stored book verification data” does not hit, the authentication process can be executed reliably.

実施の形態１の個人認証装置１００によれば、レンズを切り替えることにより、遠距離カメラ１１と近距離カメラ２１とを兼用することで、遠距離顔検出部１２と近距離顔検出部２２、粗照合用顔特徴データ抽出部１３と顔特徴データ抽出部２３、粗照合部１４と本照合部２４を、それぞれ共通のハードウェアで実現できるので、装置をコンパクト化することができる。   According to the personal authentication device 100 of the first embodiment, the long-distance face detection unit 12, the short-distance face detection unit 22, the rough-distance face detection unit 22, and the rough-distance face detection unit 22 can be combined by switching the lens. Since the collation face feature data extraction unit 13, the face feature data extraction unit 23, the rough collation unit 14, and the main collation unit 24 can be realized by common hardware, the apparatus can be made compact.

実施の形態１における個人認証装置１００のブロック図。1 is a block diagram of a personal authentication device 100 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における登録動作を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a registration operation in the first embodiment. 実施の形態１における照合動作を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a collation operation in the first embodiment. 実施の形態１における個人認証装置１００のハードウェア構成の一例。4 is an example of a hardware configuration of personal authentication device 100 according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ ユーザ、１１ 遠距離カメラ、１２ 遠距離顔検出部、１３ 粗照合用顔特徴データ抽出部、１４ 粗照合部、２１ 近距離カメラ、２２ 近距離顔検出部、２３ 顔特徴データ抽出部、２４ 本照合部、１００ 個人認証装置、１２０ 検出部、１３０ 抽出部、１４０ 照合部、１５０ 登録顔データベース、２００ 上位システム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 User, 11 Far-distance camera, 12 Long-distance face detection part, 13 Coarse matching face feature data extraction part, 14 Coarse matching part, 21 Short-distance camera, 22 Short-distance face detection part, 23 Facial feature data extraction part, 24 Main verification unit, 100 personal authentication device, 120 detection unit, 130 extraction unit, 140 verification unit, 150 registered face database, 200 host system.

Claims (5)

遠距離の位置にいる人物の顔を含む画像である遠距離顔画像と、前記人物の顔を含む画像であって前記遠距離の位置よりも近距離の位置において撮影された近距離顔画像とをリアルタイムで入力する顔画像入力部と、
前記遠距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第１の照合に使用される顔特徴データである第１照合用対象データを抽出すると共に、前記近距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第２の照合に使用される顔特徴データである第２照合用対象データを抽出する抽出部と、
前記第１の照合に使用される真正な顔特徴データである第１照合用顔特徴データと前記第２の照合に使用される真正な顔特徴データである第２照合用顔特徴データとが同一人について対応付けられた複数人ぶんの情報をデータベースとして格納する格納装置の前記データベースのなかから前記抽出部によって抽出された前記第１照合用対象データに一致すると認められる前記第１照合用顔特徴データを前記第１の照合によって検索し、１以上の前記第１照合用顔特徴データがヒットするとヒットした前記第１照合用顔特徴データに対応する前記第２照合用顔特徴データを前記第２の照合によって特定し、特定された前記第２照合用顔特徴データのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記第２照合用顔特徴データがあるかどうかを判定する照合部と
を備えたことを特徴とする個人認証装置。 A long-distance face image that is an image including the face of a person at a long-distance position, and a short-distance face image that is an image including the face of the person and is taken at a short-distance position from the long-distance position; A face image input unit for inputting
First target data for collation, which is data representing the facial features of the person and used for the first collation, is extracted from the long-distance face image, and the person is extracted from the short-distance face image. An extracting unit that extracts second matching target data that is data indicating the facial features of the face and used for the second matching,
The first matching face feature data, which is authentic face feature data used for the first matching, and the second matching face feature data, which is authentic face feature data used for the second matching, are the same. The first collation face feature that is recognized to match the first collation target data extracted by the extraction unit from the database of a storage device that stores information on a plurality of persons associated with a person as a database. Data is searched by the first collation, and when one or more first collation face feature data hits, the second collation face feature data corresponding to the hit first collation face feature data is the second collation face feature data. And the second collation that is identified as the second collation target data extracted by the extraction unit in the identified second collation face feature data. Personal identification device characterized by comprising a determining matching unit whether there is case for facial feature data. 前記照合部は、
特定された前記第２照合用顔特徴データのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記前記本照合用顔特徴データがあると判定した場合には、判定結果を所定の出力先に出力することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。 The collation unit
When it is determined that there is the main matching face feature data that is recognized to match the second matching target data extracted by the extraction unit in the identified second matching face feature data, The personal authentication apparatus according to claim 1, wherein the determination result is output to a predetermined output destination. 前記照合部は、
特定された前記第２照合用顔特徴データのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記前記本照合用顔特徴データがないと判定した場合には、前記ＤＢ格納部に格納されている前記データベースのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記第２照合用顔特徴データがあるかどうかを判定することを特徴とする請求項２記載の個人認証装置。 The collation unit
If it is determined that there is no the main matching face feature data that is recognized to match the second matching target data extracted by the extraction unit in the identified second matching face feature data, Determining whether there is the second collation face feature data that is recognized to match the second collation target data extracted by the extraction unit in the database stored in the DB storage unit; The personal authentication device according to claim 2, wherein: 前記個人認証装置は、
さらに、
遠距離撮影用レンズを使用して前記遠距離顔画像を撮影すると共に、前記遠距離撮影用レンズから近距離撮影用レンズに切り替えることにより前記近距離顔画像を撮影する撮影カメラを備え、
前記顔画像入力部は、
前記撮影カメラから、前記遠距離顔画像と前記近距離顔画像とを入力することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の個人認証装置。 The personal authentication device includes:
further,
A long-distance shooting lens is used to shoot the long-distance face image, and a shooting camera that shoots the short-distance face image by switching from the long-distance shooting lens to the short-distance shooting lens,
The face image input unit
The personal authentication device according to claim 1, wherein the long-distance face image and the short-distance face image are input from the photographing camera. 個人認証装置が実行する個人認証方法において、
（１）顔画像入力部が、
遠距離の位置にいる人物の顔を含む画像である遠距離顔画像と、前記人物の顔を含む画像であって前記遠距離の位置よりも近距離の位置において撮影された近距離顔画像とをリアルタイムで入力し、
（２）抽出部が、
前記遠距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第１の照合に使用される顔特徴データである第１照合用対象データを抽出すると共に、前記近距離顔画像から前記人物の顔の特徴を示すデータであって第２の照合に使用される顔特徴データである第２照合用対象データを抽出し、
（３）照合部が、
前記第１の照合に使用される真正な顔特徴データである第１照合用顔特徴データと前記第２の照合に使用される真正な顔特徴データである第２照合用顔特徴データとが同一人について対応付けられた複数人ぶんの情報をデータベースとして格納する格納装置の前記データベースのなかから前記抽出部によって抽出された前記第１照合用対象データに一致すると認められる前記第１照合用顔特徴データを前記第１の照合によって検索し、１以上の前記第１照合用顔特徴データがヒットするとヒットした前記第１照合用顔特徴データに対応する前記第２照合用顔特徴データを前記第２の照合によって特定し、特定された前記第２照合用顔特徴データのなかに前記抽出部により抽出された前記第２照合用対象データと一致すると認められる前記第２照合用顔特徴データがあるかどうかを判定する
ことを特徴とする個人認証方法。 In the personal authentication method executed by the personal authentication device,
(1) The face image input unit
A long-distance face image that is an image including the face of a person at a long-distance position, and a short-distance face image that is an image including the face of the person and is taken at a short-distance position from the long-distance position; In real time,
(2) The extraction unit
First target data for collation, which is data representing the facial features of the person and used for the first collation, is extracted from the long-distance face image, and the person is extracted from the short-distance face image. Second target data for collation, which is data indicating the facial features of the face feature data used for the second collation,
(3) The verification unit
The first matching face feature data, which is authentic face feature data used for the first matching, and the second matching face feature data, which is authentic face feature data used for the second matching, are the same. The first collation face feature that is recognized to match the first collation target data extracted by the extraction unit from the database of a storage device that stores information on a plurality of persons associated with a person as a database. Data is searched by the first collation, and when one or more first collation face feature data hits, the second collation face feature data corresponding to the hit first collation face feature data is the second collation face feature data. And the second collation that is identified as the second collation target data extracted by the extraction unit in the identified second collation face feature data. Personal authentication method characterized by determining whether there is a case for facial feature data.
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