JP2013069155A - Face authentication database construction method, face authentication device, and face authentication program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、カメラ等の撮像装置で撮像された画像データ内に、複数の利用者の顔部分を含む部分画像データ(以下、「顔画像データ」と言う)が存在する場合に、認証対象者となる利用者の顔画像データを正確かつ効率的に顔認証データベースに自動登録することができる顔認証データベース構築方法、顔認証装置及び顔認証プログラムに関する。 In the present invention, when there is partial image data (hereinafter referred to as “face image data”) including face portions of a plurality of users in image data captured by an imaging device such as a camera. The present invention relates to a face authentication database construction method, a face authentication apparatus, and a face authentication program that can automatically and efficiently register face image data of a user in a face authentication database.
従来、認証対象者となる利用者に対して会員証や社員証などのIDカード(Identity Card)を発行しておき、各利用者の入退出時にIDカードに記録した利用者識別情報(以下、「利用者ID」と言う)をリーダライタで読み取って個人認証を行う個人認証システムが知られている。また、かかるIDカードの偽造等の不正に対応するために、利用者の指紋を用いた個人認証を行う個人認証システムも知られている。 Conventionally, ID cards (Identity Cards) such as membership cards and employee ID cards have been issued to users who are subject to authentication, and the user identification information (hereinafter referred to as the ID card) recorded on the ID card when each user enters or exits. There is known a personal authentication system that performs personal authentication by reading a “user ID”) with a reader / writer. In addition, a personal authentication system that performs personal authentication using a user's fingerprint in order to cope with fraud such as forgery of the ID card is also known.
ところが、上記指紋認証技術等を用いる場合には、利用者を認証する度に該利用者を静止させて指紋を採取しなければならず、利用者の利便性等の観点から見て好ましくない。このため、最近では、歩行する利用者を静止させなくとも個人認証を行うことができる顔認証技術が注目されている。例えば、特許文献1には、あらかじめ利用者の顔画像データの特徴量を辞書情報として登録しておき、歩行中の利用者がカメラに近づく際に、該カメラで利用者の顔部分を撮像して顔画像データを取得し、取得した利用者の顔画像データの特徴量と辞書情報の内容とを照合して利用者の顔認証を行う技術が開示されている。 However, when the above-described fingerprint authentication technology or the like is used, it is not preferable from the viewpoint of the convenience of the user because the user must be stopped and the fingerprint collected every time the user is authenticated. For this reason, recently, face authentication technology that can perform personal authentication without stopping a walking user has attracted attention. For example, in Patent Document 1, the feature amount of the user's face image data is registered as dictionary information in advance, and when the walking user approaches the camera, the user's face portion is captured by the camera. A technique is disclosed in which face image data is acquired, and the user's face authentication is performed by comparing the feature amount of the acquired user's face image data with the contents of dictionary information.
しかし、この特許文献1に代表される従来の顔認証システムによれば、あらかじめ利用者の顔画像データを顔認証データベースに登録しなければならないため、利用者自身及び顔認証データベースの作業者に負担を強いる結果となる。顔部分を撮影した顔画像データを顔認証データベースに登録する時間が利用者及び作業者に必要であり、また作業者が該顔画像データを手動で編集する必要が生ずるからである。特に、人の顔は経年変化する性質があるため、定期的に上記負担が生ずる。 However, according to the conventional face authentication system represented by this Patent Document 1, since the user's face image data must be registered in the face authentication database in advance, it is a burden on the user himself and the face authentication database operator. Result. This is because it takes time for the user and the operator to register the face image data obtained by photographing the face portion in the face authentication database, and the operator needs to manually edit the face image data. In particular, since the human face has the property of changing over time, the above-mentioned burden is periodically generated.
このため、特許文献2では、出入口の近くにカードリーダ及びカメラを設置しておき、利用者IDが付与されたIDカードがカードリーダで読み込まれた際に、該カメラに映っている人物の顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベースに自動登録するよう構成した入退室管理装置が開示されている。この特許文献2を用いると、初回のみ利用者の顔画像データを利用者IDに関連付けて登録しておけば、2回目以降はIDカードの読取操作を行わなくとも出入口を通過することができる。また、利用者の顔画像データが自動取得され、自動取得された顔画像データが利用者IDに関連付けて顔認証データベースに自動登録されるため、利用者及び作業者の負担を軽減することができる。 For this reason, in Patent Document 2, when a card reader and a camera are installed near the entrance and an ID card to which a user ID is assigned is read by the card reader, the face of the person reflected in the camera An entrance / exit management device configured to automatically register image data in a face authentication database in association with a user ID is disclosed. If this patent document 2 is used, if face image data of a user is registered in association with a user ID only for the first time, the user can pass through the entrance / exit without performing an ID card reading operation for the second and subsequent times. In addition, since the user's face image data is automatically acquired and the automatically acquired face image data is automatically registered in the face authentication database in association with the user ID, the burden on the user and the operator can be reduced. .
しかしながら、上記特許文献2を用いたとしても、複数の利用者が連れだって歩行し、カメラで撮像された画像データ内に複数の利用者の顔部分が映ってしまうと、各利用者の顔画像データのいずれを利用者IDと関連付けるべきかが不明確になってしまう。その結果、一人の利用者のみをカメラで撮影できる位置(例えば、リーダライタの手前)まで利用者を誘導しないと、利用者IDに対応する顔画像データが正しく登録できなくなるという問題が生ずる。 However, even if the above-mentioned patent document 2 is used, if a plurality of users walk with them and the face portions of the plurality of users are reflected in the image data captured by the camera, each user's face image is displayed. It becomes unclear which data should be associated with the user ID. As a result, there is a problem that face image data corresponding to the user ID cannot be correctly registered unless the user is guided to a position where only one user can be photographed by the camera (for example, before the reader / writer).
これらのことから、カメラで撮像された画像データ内に複数の利用者の顔画像データが存在する場合に、認証対象者となる利用者の顔画像データをいかにして正確かつ効率的に顔認証データベースに自動登録するかが重要な課題となっている。なお、かかる課題は、カメラで利用者の静止画を撮像するだけではなく、ビデオカメラで動画を撮影して静止画を切り出す場合にも同様に生ずる課題である。 Therefore, when face image data of multiple users exists in the image data captured by the camera, how to accurately and efficiently perform face authentication of the face image data of the user who is the authentication target Automatic registration in the database is an important issue. Such a problem is not only a case where a user's still image is captured by a camera, but also a problem that occurs when a moving image is captured by a video camera and a still image is cut out.
本発明は、上述した従来技術の課題を解消するためになされたものであって、撮像装置で撮像された画像データ内に、複数の利用者の顔画像データが存在する場合に、認証対象者となる利用者の顔画像データを正確かつ効率的に顔認証データベースに自動登録することができる顔認証データベース構築方法、顔認証装置及び顔認証プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and in the case where face image data of a plurality of users exists in image data captured by an imaging device, the person to be authenticated It is an object of the present invention to provide a face authentication database construction method, a face authentication apparatus, and a face authentication program that can automatically and efficiently register face image data of a user to be registered in a face authentication database.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器の近傍に配設された撮像装置によって撮像された利用者の顔画像データを前記操作器により取得された利用者識別情報と関連付けて顔認証データベースに登録する顔認証データベース構築方法であって、前記操作器が操作されたか否かを検出する操作検出工程と、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔部分を含む顔画像データを検出する顔画像データ検出工程と、前記顔画像データが検出された利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出工程と、前記操作器の操作が検出され、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理工程とを含んだことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an image pickup disposed in the vicinity of an operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to the operation of the user. A face authentication database construction method for registering face image data of a user imaged by a device in a face authentication database in association with user identification information acquired by the operation device, whether or not the operation device has been operated An operation detection step of detecting a face image data including a face portion of the user in the image data imaged by the imaging device, and a user image of the face image data detected by the user. A distance calculating step of calculating a position from the imaging device, and calculating a distance from the operating device to the user based on the calculation result; and an operation of the operating device is detected; A registration processing step of associating the face image data of the user with the minimum distance with the user identification information acquired by the operation unit and registering it in the face authentication database when the distance to the user is equal to or less than a predetermined distance; It is characterized by including.
また、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器の近傍に配設された撮像装置によって撮像された利用者の顔画像データを前記操作器により取得された利用者識別情報と関連付けて顔認証データベースに登録する顔認証データベース構築方法であって、前記操作器が操作されたか否かを検出する操作検出工程と、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔部分を含む顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理工程と、追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出工程と、前記操作器の操作が検出され、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データをもつ前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理工程とを含んだことを特徴とする。 The present invention also provides user face image data imaged by an imaging device arranged in the vicinity of an operating device that obtains user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation. A face authentication database construction method for registering in the face authentication database in association with user identification information acquired by the operation device, an operation detection step for detecting whether or not the operation device is operated, and the imaging device A tracking processing step of tracking the user while detecting the face image data including the face portion of the user in the image data captured by the step, and associating and holding a series of face image data of the tracked user; A distance calculating step of calculating a position of the tracked user from the imaging device and calculating a distance from the operating device to the user based on the calculation result; and an operation of the operating device is detected And When the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data having the face image data of the user at the minimum distance and the user identification information acquired by the operation device. And a registration processing step of registering in the face authentication database in association with each other.
また、本発明は、上記発明において、前記登録処理工程は、前記最小距離の利用者の顔画像データと同一の利用者識別情報が関連付けられた前記顔認証データベースの登録済みの顔画像データと、前記一連の顔画像データとの類似度を算出し、該一連の顔画像データのうちの所定の類似度以上を有した顔画像データを前記顔認証データベースに登録することを特徴とする。 Further, the present invention is the above-described invention, wherein the registration processing step includes registered face image data in the face authentication database associated with the same user identification information as the face image data of the user at the minimum distance, The similarity with the series of face image data is calculated, and the face image data having a predetermined similarity or higher is registered in the face authentication database.
また、本発明は、上記発明において、前記登録処理工程は、前記最小距離の利用者の顔画像データと該最小距離の利用者の顔画像データ以外の一連の顔画像データとの類似度を算出し、前記一連の顔画像データのうちの所定の類似度以上を有した顔画像データを、前記最小距離の利用者の顔画像データとともに登録することを特徴とする。 Further, in the present invention according to the above invention, the registration processing step calculates a similarity between the face image data of the user at the minimum distance and a series of face image data other than the face image data of the user at the minimum distance. Then, the face image data having a predetermined similarity or higher in the series of face image data is registered together with the face image data of the user having the minimum distance.
また、本発明は、上記発明において、前記撮像装置により撮像された画像データ内の複数の利用者のうちの一人の利用者が前記登録処理工程によって登録された場合に、該登録された利用者からの距離が所定範囲内の利用者であって前記登録処理工程によって登録されない利用者が存在すると判定されたならば、該利用者を不審者として警報出力する警報出力工程をさらに含んだことを特徴とする。 Further, the present invention provides the registered user in the above invention, when one of a plurality of users in the image data captured by the imaging device is registered by the registration processing step. A warning output step of outputting a warning as a suspicious person when it is determined that there is a user who is within a predetermined range and is not registered by the registration processing step. Features.
また、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器と、該操作器の近傍に配設された利用者を撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて登録する顔認証データベースとを有し、該顔認証データベースを用いて利用者の顔認証を行う顔認証装置であって、前記撮像装置により撮像された利用者の顔画像データを検出する顔画像検出部と、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出部と、前記操作器に対する操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理部とを備えたことを特徴とする。 The present invention also provides an operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, and an imaging device that captures an image of the user disposed in the vicinity of the operating device. And a face authentication database for registering the face image data of the user imaged by the imaging device in association with the user identification information acquired by the operating device, and using the face authentication database, the user A face authentication device that performs face authentication of the user, a face image detection unit that detects face image data of the user imaged by the imaging device, and the imaging of the user in the image data captured by the imaging device A position calculation unit that calculates a position from the device and calculates a distance from the operation device to the user based on the calculation result, and an operation on the operation device is performed, and from the operation device to the user Is less than the predetermined distance If it is, characterized by comprising a registration processing unit in association with user identification information acquired by the minimum distance of the user's facial image data and the operating device is registered in the face authentication database.
また、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器と、該操作器の近傍に配設された利用者を撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて登録する顔認証データベースとを有し、該顔認証データベースを用いて利用者の顔認証を行う顔認証装置であって、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理部と、追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出部と、前記操作器の操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データが関連付けられた前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理部とを備えたことを特徴とする。 The present invention also provides an operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, and an imaging device that captures an image of the user disposed in the vicinity of the operating device. And a face authentication database for registering the face image data of the user imaged by the imaging device in association with the user identification information acquired by the operating device, and using the face authentication database, the user A face authentication device that performs face authentication of the user, tracking the user while detecting the face image data of the user in the image data captured by the imaging device, and a series of faces of the tracked user A tracking processing unit for associating and holding image data, a distance for calculating the position of the tracked user from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result Calculation unit and operation of the controller When the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data associated with the face image data of the user with the minimum distance and the use acquired by the operation device And a registration processing unit for registering in the face authentication database in association with person identification information.
また、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器と、該操作器の近傍に配設された利用者を撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて登録する顔認証データベースとを有し、該顔認証データベースを用いて利用者の顔認証を行う顔認証装置の顔認証プログラムであって、前記撮像装置により撮像された利用者の顔画像データを検出する顔画像検出手順と、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出手順と、前記操作器に対する操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。 The present invention also provides an operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, and an imaging device that captures an image of the user disposed in the vicinity of the operating device. And a face authentication database for registering the face image data of the user imaged by the imaging device in association with the user identification information acquired by the operating device, and using the face authentication database, the user A face authentication program of a face authentication device for performing face authentication of a user, comprising: a face image detection procedure for detecting face image data of a user imaged by the imaging device; and use in the image data imaged by the imaging device A distance calculation procedure for calculating a position of the person from the imaging device and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result, and an operation on the operation device is performed. The user And a registration processing procedure for registering the face image data of the user with the minimum distance and the user identification information acquired by the operation unit in association with each other in the face authentication database when the distance at is less than a predetermined distance It is made to perform.
また、本発明は、利用者の操作に応答して該利用者を一意に識別する利用者識別情報を取得する操作器と、該操作器の近傍に配設された利用者を撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて登録する顔認証データベースとを有し、該顔認証データベースを用いて利用者の顔認証を行う顔認証装置の顔認証プログラムであって、前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理手順と、追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出手順と、前記操作器の操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データが関連付けられた前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。 The present invention also provides an operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, and an imaging device that captures an image of the user disposed in the vicinity of the operating device. And a face authentication database for registering the face image data of the user imaged by the imaging device in association with the user identification information acquired by the operating device, and using the face authentication database, the user A face authentication program of a face authentication device for performing face authentication of the user, tracking the user while detecting the user's face image data in the image data captured by the imaging device, and the tracked user The tracking processing procedure for associating and holding a series of face image data and the position of the tracked user from the imaging device are calculated, and the distance from the operating device to the user based on the calculation result Calculate distance calculation hand When the operation device is operated and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data associated with the face image data of the user with the minimum distance and A registration processing procedure for registering in the face authentication database in association with user identification information acquired by the operating device is executed by a computer.
本発明によれば、操作器の操作が検出され、操作器から利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像と利用者識別情報とを関連付けて顔認証データベースに登録するよう構成したので、撮像装置で撮像された画像データ内に、複数の利用者の顔画像データが存在する場合に、認証対象者となる利用者の顔画像データを正確かつ効率的に顔認証データベースに自動登録することができる。 According to the present invention, when the operation of the operation device is detected and the distance from the operation device to the user is equal to or less than the predetermined distance, the face image of the user with the minimum distance is associated with the user identification information and face authentication is performed. Since it is configured to be registered in the database, when face image data of a plurality of users exists in the image data picked up by the image pickup device, the face image data of the user to be authenticated is accurately and efficiently Can be automatically registered in the face authentication database.
本発明によれば、撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持し、操作器の操作が検出され、操作器から利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データを含む一連の顔画像データと利用者識別情報とを関連付けて顔認証データベースに登録するよう構成したので、実環境に近い様々な顔画像データを登録することができ、利用者識別情報と利用者の顔画像との関連付けを一層精度高く自動登録することができる。 According to the present invention, the user is tracked while detecting the face image data of the user in the image data captured by the imaging device, and the series of face image data of the tracked user is associated and held. When the operation of the operation device is detected and the distance from the operation device to the user is equal to or less than the predetermined distance, the series of face image data including the face image data of the user with the minimum distance is associated with the user identification information. Therefore, various face image data close to the real environment can be registered, and the association between the user identification information and the user's face image can be automatically registered with higher accuracy. it can.
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る顔認証データベース構築方法、顔認証装置及び顔認証プログラムの好適な実施例を詳細に説明する。以下に示す実施例1及び2では、本発明に係る顔認証データベース構築方法、顔認証装置及び顔認証プログラムを入退室管理装置に適用した場合について説明する。 Exemplary embodiments of a face authentication database construction method, a face authentication apparatus, and a face authentication program according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following first and second embodiments, a case where the face authentication database construction method, the face authentication device, and the face authentication program according to the present invention are applied to an entrance / exit management device will be described.
まず、本実施例1に係る入退室管理装置1の特徴及び構成について説明する。図1は、本実施例1に係る入退室管理装置1の構成を示す図である。図1に示す入退室管理装置1は、顔認証を利用して利用者の入退室管理を行う装置であり、従来技術と同様に予め各利用者に対して該利用者を一意に識別する利用者IDが記録されたIDカード2aを発行する。ただし、かかるIDカード2aを発行する時点では、該利用者の顔画像データについては登録しない。なお、IDカード2aを発行する時点で利用者の氏名や所属等の個人情報を登録することもできるが、ここではその説明を省略する。
First, the features and configuration of the entrance / exit management device 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the entrance / exit management device 1 according to the first embodiment. An entrance / exit management device 1 shown in FIG. 1 is a device for managing entrance / exit of a user using face authentication, and is used for uniquely identifying each user in advance as in the prior art. The
そして、利用者が、初回の入室を行うためにIDカード2aを操作器2に読み取らせたならば、カメラ3によって撮像した画像データから利用者の顔部分を含む顔画像データを切り出し、これをIDカード2aの利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録する。このように、この入退室管理装置1では、事前に良好な環境で利用者の顔画像データを取得するのではなく、IDカード2aのみを先に発行しておき、利用者の顔画像データは実環境で取得することとしている。実環境で撮像した利用者の顔画像データを顔認証データベース5に登録することで、より一層顔認証の精度が向上するからである。
Then, if the user causes the controller 2 to read the
ここで、本実施例1に係る入退室管理装置1は、初回登録時にカメラ3で撮像された画像データ内に複数の利用者の顔部分が映っている場合であっても、各利用者の顔画像データの中から最も適切な顔画像データを抽出し、抽出した顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録するよう構成した点に特徴がある。
Here, even if the entrance / exit management device 1 according to the first embodiment includes the face portions of a plurality of users in the image data captured by the
具体的には、予め操作器2を基準位置とした距離のしきい値Dthを設定しておき、このしきい値Dth内に所在する利用者の顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録する。例えば、図1に示すカメラ3で撮像した画像データ内に利用者M1及びM2の顔画像データが含まれている場合に、操作器2から利用者M1の顔部分までの距離DX1及び操作器2から利用者M2の顔部分までの距離DX2を算定し、しきい値Dth内の距離DX1となる利用者M1の顔画像データを顔認証データベース5に登録する。これにより、本実施例1に係る入退室管理装置1によれば、カメラ3により撮像された画像データ内に複数の利用者の顔部分が映っている場合であっても、正確な顔画像データを効率良く顔認証データベース5に登録することが可能となる。
Specifically, a distance threshold value Dth with the operation device 2 as a reference position is set in advance, and the face image data of the user located within the threshold value Dth is associated with the user ID to perform face authentication. Register in database 5. For example, when the face image data of the users M1 and M2 are included in the image data captured by the
なお、利用者に対する初回の顔画像データの登録が完了し、該利用者が2回目以降の入退出を行う場合には、その時点での新たな顔画像データを取得して顔認証データベース5に登録される。利用者の顔部分は経年変化に伴い変動しやすい性質を有するためである。 When the registration of the first face image data for the user is completed and the user performs the second and subsequent entry / exit, new face image data at that time is acquired and stored in the face authentication database 5. be registered. This is because the user's face part has the property of being easily changed with aging.
図1に示すように、本実施例1に係る入退室管理装置1は、操作器2と、カメラ3と、制御部4と、顔認証データベース5と、ゲート10とを有する。また、制御部4は、操作検出部11と、顔画像検出部12と、距離算出部13と、登録処理部14と、類似度算出部15と、顔認証処理部16と、警報出力部17とを有する。なお、図1では入退室管理装置1のうちの入室側の構成を図示したが、顔認証データベース5を退室側にも共通使用することができる。
As shown in FIG. 1, the entrance / exit management device 1 according to the first embodiment includes an operation device 2, a
操作器2は、利用者M1及びM2が保有するIDカード2aの利用者IDを取得するカードリーダである。具体的には、IDカード2aが非接触式のカードである場合にはIDカード2aに記録した利用者IDを近距離無線通信により受信し、IDカード2aが磁気記録式のカードである場合にはIDカード2aに磁気記録した利用者IDを読み取る。なお、かかる操作器2は、利用者自身が手入力で利用者IDを入力するテンキー等であっても良く、利用者IDを取得できればよい。
The operation device 2 is a card reader that acquires the user ID of the
カメラ3は、利用者を撮像して画像データを出力するCCD(Charge Coupled Device)素子などからなる撮像装置である。このカメラ3は、操作器2を操作する利用者の顔部分並びに利用者が操作器2に至る途中での該利用者の顔部分を撮像できる画角にあらかじめ設定されている。
The
制御部4は、入退室管理装置1を全体制御するコンピュータであり、操作器2、カメラ3、ゲート10及び顔認証データベース5と接続されている。この制御部4は、少なくとも、操作器2を操作した利用者の顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に自動登録する処理を行う。また、この制御部4は、顔認証データベース5に登録された顔画像データを用いて利用者の顔認証処理を行い、この認証結果に基づいて利用者の入退室管理を行う。具体的には、制御部4は、利用者を認証できた場合にはゲート10を開き、利用者を認証できない場合にはゲート10の閉鎖状態を維持する制御を行う。なお、ゲート10の開閉制御は周知の技術を用いることができるため、ここではその詳細な説明を省略する。
The control unit 4 is a computer that controls the entire entrance / exit management device 1, and is connected to the operation device 2, the
顔認証データベース5は、利用者IDと1又は複数の顔画像データとを関連付けて格納するデータベースである。この顔認証データベース5は、利用者にIDカード2aを付与する時点では該利用者の顔画像データが登録されておらず、IDカード2aの初回利用時に利用者の顔画像データが登録される。このため、利用者の初回利用時にはIDカード2aを発行した作業員が立ち会うことが望ましい。なお、上記制御部4は、顔認証データベース5のデータベース管理装置(DBMS)の役割を果たす。
The face authentication database 5 is a database that stores a user ID and one or a plurality of face image data in association with each other. In the face authentication database 5, the face image data of the user is not registered when the
操作検出部11は、利用者により操作器2が操作されたか否かを検出する処理部である。例えば、IDカード2aが非接触式のカードである場合には、利用者がIDカード2aを操作器2に翳し操作したことを検出して、該IDカード2aから利用者IDを受信する。また、IDカード2aが磁気記録式のカードである場合には、利用者がIDカード2aを操作器2に接触させたことを検出して、該IDカード2aから利用者IDを読み取る。
The
顔画像検出部12は、カメラ3によって撮像された画像データ内に存在する人の顔部分を含む矩形の顔画像データを切り出す処理部である。図2は、顔画像検出部12によって検出される顔画像データの一例を示す図である。同図に示すように、ここではカメラ3で撮像された画像データ20内に利用者M1及び利用者M2が含まれており、この利用者M1の顔画像データ21と利用者M2の顔画像データ22を切り出す状況を示している。ここで、利用者の顔画像データを切り出す際には、人の一般的な顔の輪郭を示すテンプレートを準備し、このテンプレートを画像データ20にずらしマッチングすることで、画像データ内に存在する顔画像データ21及び22を検出することができる。なお、かかるテンプレートマッチングだけではなく、公知の各種顔検出アルゴリズム(画像処理技術)を用いることができる。
The face
距離算出部13は、カメラ3により撮像された2次元の画像データ上の利用者の位置を算出し、算出した位置から操作器2の位置までの距離を算出する処理部である。この距離算出部13により、図1に示す操作器2から利用者M1までの距離DX1及び操作器2から利用者M2までの距離DX2が算出される。この画像データ上の利用者の位置は、カメラ3からの距離とカメラ3の光軸からの角度とによってベクトル的に求められる。なお、この距離算出部13による距離算出の詳細な説明については後述する。
The
登録処理部14は、利用者の顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録する処理部である。すでに説明したように、本実施例1では、利用者にIDカード2aを発行する時点で別環境にて利用者の顔部分を撮像するのではなく、利用者が実環境で最初にIDカード2aを利用して入室する時点で利用者の顔部分をカメラ3で撮像して顔認証データベース5に登録する。また、利用者が2回目以降の入退室を行う際に、新たな顔画像データを利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に追加登録する。具体的には、操作器2により利用者のIDカード2aを用いた操作が検出され、操作器2から利用者までの距離が算定されると、この距離がしきい値Dth以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと操作器2により取得した利用者IDとを関連付けて顔認証データベース5に登録処理する。
The
類似度算出部15は、顔画像データ相互間の類似度を算出する処理部である。例えば、ある顔画像データと他の顔画像データの相互相関係数を算定し、算定した相互相関係数を類似度とすることができる。かかる相互相関係数を類似度として用いると、両顔画像データに同一人物の顔部分が含まれる場合に類似度が高くなり、両顔画像データに異なる人物の顔部分が含まれる場合に類似度が低くなる。なお、この類似度算出部15では、相互相関係数以外の公知の類似度算出技術を用いることもできる。
The
顔認証処理部16は、上記類似度算出部15により算出された類似度を用いて、利用者が顔認証データベース5に登録された登録済みの利用者であるか否かを認証する処理部である。具体的には、顔画像検出部12により検出された利用者の顔画像データと顔認証データベース5に登録された顔画像データとの類似度を算出するよう類似度算出部15に指示し、この類似度算出部15により算出された類似度に基づいて、該利用者が顔認証データベース5に登録された登録済みの利用者であるか否かを認証する。顔認証データベース5に登録済みの利用者については、IDカード2aの操作がなされなくともゲート10を開制御する必要があるためである。
The face
なお、顔認証データベース5に登録された顔画像データが一つのみである場合には、上記顔画像データ間の類似度が所定の閾値以上である場合に、利用者が顔認証データベース5に登録済みであると判定し、顔認証データベース5に登録された顔画像データが複数存在する場合には、顔画像検出部12により検出された利用者の顔画像データと顔認証データベース5に登録された複数の顔画像データの各類似度のうちの例えば上位3つの類似度を抽出し、抽出した上位3つの類似度のうちの平均値が所定の閾値以上である場合に、利用者が顔認証データベース5に登録済みであると判定することができる。なお、かかる判定処理としては、既存の周知技術を用いることができる。
When there is only one face image data registered in the face authentication database 5, the user registers in the face authentication database 5 when the similarity between the face image data is equal to or greater than a predetermined threshold. If there are a plurality of face image data registered in the face authentication database 5, the user's face image data detected by the face
警報出力部17は、顔認証処理部16により利用者が顔認証データベース5に登録済みでないと判定された場合に、警報を出力する処理部である。かかる警報出力としては、実際に音声出力するほか、所定の警備員の携帯端末に「異常発生」を報知するものでも良い。なお、かかる警報を出力している間は、ゲート10の閉鎖状態が維持される。
The alarm output unit 17 is a processing unit that outputs an alarm when the face
次に、上記距離算出部13による距離算出の概念について図3〜図7を用いて詳細に説明する。図3に示すように、カメラ3から利用者の位置までの距離Lは、顔画像データ上の顔部分の幅を形成する画素数をFとし、予め設定された基準となる距離をLsとし、この距離Lsに対応して設定された基準となる顔部分の幅の画素数をFsとすると、
L=(Ls×Fs)/F
の算定式を用いて算定することができる。かかる算定式は、カメラ3によって撮像された画像データ中の顔部分の大きさが操作器2から利用者までの距離に応じて変化し、利用者の位置が操作器2に近いほど大きくなり、利用者の位置が操作器2から離れるほど小さくなることを利用したものである。なお、ここでは顔部分の幅の画素数を用いる場合を示しているが、顔の頭の先から顎までの幅の画素数、眉から口元までの幅の画素数又は目から顎までの幅の画素数等の所定幅を用いることもできる。
Next, the concept of distance calculation by the
L = (Ls × Fs) / F
It can be calculated using the following formula. The calculation formula is such that the size of the face portion in the image data captured by the
また、図3では基準となる画像データと距離算出対象となる画像データの画角αsが一定である場合を示したが、基準となる画像データの画角αsと異なる画角αで距離算出対象となる画像データを撮像した場合には、かかる画角の変化を補正する必要がある。図4は、画角が異なる場合のカメラ3と画像データまでの距離の関係を説明するための説明図である。図4に示したカメラ3から利用者までの距離Lは、
L=(Ls×tan(αs/2)×Fs)/(tan(α/2)×F)
の算定式を用いて算定することができる。
FIG. 3 shows the case where the angle of view αs of the reference image data and the image data of the distance calculation target is constant, but the distance calculation target is different from the angle of view α of the reference image data. When the image data is captured, it is necessary to correct the change in the angle of view. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the
L = (Ls × tan (αs / 2) × Fs) / (tan (α / 2) × F)
It can be calculated using the following formula.
また、図5に示すように、顔の向きが上下あるいは左右に傾いた場合には、かかる傾きの誤差を補正する必要がある。正面を向いた顔画像の顔部分の幅がF画素である場合に、傾いた顔部分の幅は、カメラ3の撮像方向への傾きをβとすると、F×cosβとなる。したがって、距離Lは、
L=(Ls×tan(αs/2)×Fs)/(tan(α/2)×F×cosβ)
の算定式を用いて算定することができる。
As shown in FIG. 5, when the face is tilted up and down or left and right, it is necessary to correct the tilt error. When the width of the face portion of the face image facing the front is F pixels, the width of the tilted face portion is F × cos β, where β is the tilt in the imaging direction of the
L = (Ls × tan (αs / 2) × Fs) / (tan (α / 2) × F × cosβ)
It can be calculated using the following formula.
一方、図6に示すように、カメラ3の光軸から利用者への角度θは、カメラ3の水平方向の画角をαhとし、カメラ3の水平方向の全画素数をNとし、利用者の水平方向の座標をXとした場合に、
θ=tan-1((2×X/N)−1)×tan(αh/2))
の算定式を用いて算定することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the angle θ from the optical axis of the
θ = tan −1 ((2 × X / N) −1) × tan (αh / 2))
It can be calculated using the following formula.
したがって、図6に示した距離L及び角度θを算出することにより、カメラ3に対する利用者の位置(座標)Pを算出することができる。そして、このようにして利用者の位置Pが算定できると、たとえば、図7に示すように、カメラ3の位置P10に対する利用者M1の位置P1、カメラ3の位置P10に対する利用者M2の位置P2を算出することができる。一方、カメラ3の位置P10に対する操作器2の位置P0は既知であるので、操作器2と利用者M1との間の距離DX1並びに操作器2と利用者M2との間の距離DX2を算出することができる。
Therefore, the position (coordinates) P of the user with respect to the
次に、図1に示した登録処理部14による顔認証データベース5への顔画像データの登録処理手順について説明する。図8は、図1に示した登録処理部14による顔認証データベース5への顔画像データの登録処理手順を示すフローチャートである。ここでは、利用者がIDカード2aを用いて顔画像データを初回登録する場合を示している。
Next, the registration processing procedure of face image data in the face authentication database 5 by the
同図に示すように、登録処理部14は、まず、カメラ3に対する操作器2の位置P0及びしきい値Dthを取得する(ステップS101)。その後、カメラ3により撮像された画像データを取得するとともに(ステップS102)、利用者によって操作器2が操作されたか否かを判定する(ステップS103)。
As shown in the figure, the
ここで、利用者によって操作器2が操作された場合には(ステップS103,Yes)、取得された画像データ内で顔部分が検出されたか否かを判定する(ステップS104)。これに対して、利用者によって操作器2が操作されない場合には(ステップS103,No)、ステップS102に移行して、次の画像データが取得される。なお、画像データ内で顔部分が検出されない場合にも(ステップS104,No)、ステップS102に移行して、次の画像データを取得する。 Here, when the operating device 2 is operated by the user (step S103, Yes), it is determined whether or not a face portion is detected in the acquired image data (step S104). On the other hand, when the operating device 2 is not operated by the user (No at Step S103), the process proceeds to Step S102, and the next image data is acquired. Even when a face portion is not detected in the image data (No in step S104), the process proceeds to step S102 to acquire the next image data.
そして、画像データ内で顔部分が検出された場合には(ステップS104,Yes)、距離算出部13に全ての顔画像データを送信して、利用者と操作器2との距離DXを算出させる(ステップS105)。その後、算出された距離DXがしきい値Dth以下であり、かつ、距離DXが取得された距離DXのなかで最小距離であるか否かを判定する(ステップS106)。距離DXがしきい値Dth以下で、最小距離である条件を満足しない場合には(ステップS106,No)、ステップS102に移行して、次の画像データを取得する。
If a face portion is detected in the image data (step S104, Yes), all face image data is transmitted to the
これに対して、距離DXがしきい値Dth以下であり、かつ、最小距離である場合には(ステップS106,Yes)、操作器2から取得した利用者IDと、この顔画像データとを関連付けて、顔認証データベース5に登録する(ステップS107)。その後、ステップS102に移行して次の画像データを取得する。 On the other hand, when the distance DX is equal to or smaller than the threshold value Dth and the minimum distance (step S106, Yes), the user ID acquired from the operation device 2 is associated with the face image data. Then, it is registered in the face authentication database 5 (step S107). Thereafter, the process proceeds to step S102, and the next image data is acquired.
上述してきたように、本実施例1では、利用者による操作器2の操作が検出され、操作器2から利用者までの距離DXがしきい値Dth以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと操作器2により取得された利用者IDとを関連付けて顔認証データベース5に自動登録するように構成したので、カメラ3により撮像された画像データ内に複数の顔部分が映っている場合であっても、利用者IDに対応する利用者の顔画像データを正確かつ効率的に顔認証データベース5に自動登録することができる。このように、利用者の顔画像データを自動登録することで、利用者並びに顔認証データベース5を構築する作業者にかかる負担が軽減される。また、精度の高い顔認証データベースが構築されるため、顔認証処理自体の精度が向上する。
As described above, in the first embodiment, when the operation of the operating device 2 by the user is detected and the distance DX from the operating device 2 to the user is equal to or less than the threshold value Dth, the user with the minimum distance is used. Since the face image data and the user ID acquired by the operation device 2 are associated with each other and automatically registered in the face authentication database 5, a plurality of face portions are reflected in the image data captured by the
ところで、上記実施例1では、操作器2の前に移動した利用者の顔画像データのみを顔認証データベース5に登録するよう構成したため、利用者が操作器2を操作する時点の顔画像データのみが顔認証データベース5に登録される。その結果、仮に利用者が操作器2を操作する時点で利用者の適正な正面顔の画像データが撮像されていない場合には、認証処理結果が低下するという問題がある。特に、インターホンのようにカメラ3と操作器2とが常に一体であるとは限らず、施工上の問題で操作器2の向きとカメラ3の向きとが異なる場合があるため、例えば操作器2がカメラ3に対して横を向いている場合には、利用者が操作器2を操作する時点で該利用者が横を向いてしまい、利用者が操作器2を操作する瞬間の正面顔をカメラ3で取得することが困難となる。加えて、顔認証処理を行う際には、複数枚の顔画像データを登録して認証精度を上げることが望ましいため、たとえ利用者が操作器2を操作する時点の正面顔の顔画像データを取得できた場合であっても、それ以外の顔画像データを含めて一括登録することが望ましい。
Incidentally, in the first embodiment, since only the face image data of the user who has moved before the operation device 2 is registered in the face authentication database 5, only the face image data at the time when the user operates the operation device 2 is used. Is registered in the face authentication database 5. As a result, there is a problem in that the authentication processing result is lowered if the user's proper front face image data is not captured when the user operates the controller 2. In particular, the
そこで、本実施例2に係る入退室管理装置101は、図9に示すように、カメラ3が撮像した画像データ内の利用者の顔部分を検出しつつ該利用者を追跡し、追跡した利用者の顔部分を含む一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理部18をさらに設けている。なお、距離算出部13は、追跡されている利用者のカメラ3からの位置を算出し、該算出結果をもとに操作器2から利用者までの距離を算出する。登録処理部14は、利用者による操作器2の操作が行われ、操作器2から利用者までの距離DXがしきい値Dth以下となった場合に、最小距離の利用者の顔画像データを含む一連の顔画像データを操作器2により読み取られた利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録する。その結果、顔認証データベース5には、様々な向きや大きさなどの顔画像や実環境の照明に適した一連の顔画像データが自動登録され、顔認証精度が向上する。
Therefore, as shown in FIG. 9, the entrance /
まず、図10に示したフローチャートを参照して、追跡処理部18による利用者の追跡処理手順について説明する。追跡処理部18は、まずカメラ3により撮像された画像データを取得する(ステップS201)。その後、この画像データ内で顔部分が検出されたか否かを判断する(ステップS202)。顔部分が検出されない場合には(ステップS202,No)、ステップS201に移行して新たな画像データを取得する。
First, with reference to the flowchart shown in FIG. 10, a user tracking processing procedure by the
一方、顔部分が検出された場合には(ステップS202,Yes)、この顔画像データを保持する(ステップS203)。その後、追跡条件を満足するか否かを判断する(ステップS204)。この追跡条件とは、各画像データの取得時間間隔内で、利用者が画像データ上で移動可能な範囲内となることである。たとえば、利用者の平均移動速度が秒速10mであり、カメラ3が1フレームを処理する時間が毎秒30枚であるとすると、利用者の1フレームあたりの移動範囲は、10(m/秒)÷30(枚/秒)=0.33mとなる。この0.33m以内の範囲が移動可能な範囲となる。
On the other hand, when the face portion is detected (step S202, Yes), the face image data is held (step S203). Thereafter, it is determined whether or not the tracking condition is satisfied (step S204). This tracking condition is that the user can move within the image data within the acquisition time interval of each image data. For example, if the average moving speed of the user is 10 m / sec and the time for the
そして、追跡条件、すなわち、次の画像データ内の利用者が移動可能な範囲内である場合には(ステップS204,Yes)、この追跡条件を満たす顔画像データを前回の顔画像データを含む現在追跡中のこれまでの顔画像データに関連付けて保持し(ステップS205)、その後ステップS204に移行し、次の顔画像データを検出した位置で追跡条件を満足するか否かの判定を繰り返して一連の顔画像データを保持する。一方、追跡条件を満足しない場合には(ステップS204,No)、追跡中の全顔画像データを削除して(ステップS206)、処理を終了する。 If the tracking condition, that is, if the user in the next image data is within the movable range (step S204, Yes), the face image data that satisfies this tracking condition is included in the current image including the previous face image data. The process is held in association with the face image data being tracked so far (step S205), and then the process proceeds to step S204, where it is repeatedly determined whether or not the tracking condition is satisfied at the position where the next face image data is detected. Hold face image data. On the other hand, if the tracking condition is not satisfied (step S204, No), the entire face image data being tracked is deleted (step S206), and the process is terminated.
したがって、上記追跡処理では、追跡条件を満足する限り、顔部分の状態に関わらず同一利用者の顔部分を含む複数の顔画像データが関連する一連の顔画像データとして保持されることになる。たとえば、図11に示すように、追跡条件を満足する顔画像データ31〜34は、顔部分の状態に関わらず、一連の顔画像データ30として保持されることになる。
Therefore, in the tracking process, as long as the tracking condition is satisfied, a plurality of face image data including the face portion of the same user is held as a series of related face image data regardless of the state of the face portion. For example, as shown in FIG. 11, face
そして、登録処理部14では、図12のフローチャートに示した顔画像登録処理手順によって、実施例1と同様に、検出された顔画像データの利用者M1と操作器2との間の距離DXがしきい値Dth以下で、最小距離であるか否かを判定する(ステップS306)。なお、ステップS301〜S306までの処理は、上記ステップS101〜S106と同じである。そして、距離DXがしきい値Dth以下で、最小距離である場合には(ステップS306,Yes)、操作器2により読み取られた利用者IDと、このステップS306の判定条件を満足した顔画像データを含む一連の顔画像データとを関連付けて顔認証データベース5に登録する(ステップS307)。その後、ステップS302に移行して上記一連の処理を繰り返す。
Then, in the
なお、利用者M1のすぐ後ろを人物Aが歩いているような場合には、利用者M1の追跡結果のなかに人物Aの顔画像が混ざり込む可能性がある。この場合、利用者M1が操作器2を操作すると、利用者M1の利用者IDに人物Aの顔画像データが誤って関連付けられてしまい、誤認証や識別性能低下の原因となる。そこで、追跡結果のなかに誤って混ざり込んだ顔画像データを顔認証データベース5に登録しないように対策を講ずる必要がある。 When the person A is walking just behind the user M1, the face image of the person A may be mixed in the tracking result of the user M1. In this case, when the user M1 operates the operation device 2, the face image data of the person A is mistakenly associated with the user ID of the user M1, and this may cause erroneous authentication and degradation of identification performance. Therefore, it is necessary to take measures not to register the face image data mixed in the tracking result in the face authentication database 5 by mistake.
その第1の対策としては、追跡結果のなかの顔画像データと、顔認証データベース5内に格納された利用者M1のすべての顔画像データとの類似度を算出し、この類似度から利用者M1と判定される顔画像データだけを、利用者M1の利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録するようにするとよい。 As a first countermeasure, the similarity between the face image data in the tracking result and all face image data of the user M1 stored in the face authentication database 5 is calculated, and the user is calculated from the similarity. Only the face image data determined as M1 may be registered in the face authentication database 5 in association with the user ID of the user M1.
その第2の対策としては、逆に、追跡結果のなかの顔画像データと、顔認証データベース5内に格納された利用者M1のすべての顔画像データとの類似度を算出し、この類似度から利用者M1以外の人物と判定される顔画像データに対して顔認証データベース5への登録処理を行わず、その他の顔画像データを利用者M1の利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録するようにするとよい。 As a second countermeasure, on the contrary, the similarity between the face image data in the tracking result and all the face image data of the user M1 stored in the face authentication database 5 is calculated. Registration processing in the face authentication database 5 is not performed for face image data determined as a person other than the user M1 from the user M1, and the other face image data is associated with the user ID of the user M1 in the face authentication database 5. You should register.
その第3の対策としては、まず、実施例1のように、追跡結果のなかの全顔画像データのうち、操作器2に最も近い距離に位置する顔画像データを利用者M1と判定する。さらに、追跡結果のなかの他の顔画像データのうち、利用者M1と判定された顔画像データと類似する顔画像データを利用者M1と判定する。このような2段階の処理を行うことにより、利用者M1と判定された顔画像データを、利用者M1の利用者IDに関連付けて顔認証データベース5に登録するようにするとよい。 As a third countermeasure, first, as in the first embodiment, out of all face image data in the tracking result, face image data located at a distance closest to the operation device 2 is determined as the user M1. Furthermore, the face image data similar to the face image data determined as the user M1 among the other face image data in the tracking result is determined as the user M1. By performing such a two-step process, the face image data determined as the user M1 may be registered in the face authentication database 5 in association with the user ID of the user M1.
上述してきたように、本実施例2では、操作器2の操作が行われ、操作器2から利用者までの距離DXがしきい値Dth以下である場合、最小距離の利用者の顔画像データをもつ、追跡された一連の顔画像データと操作器2が読み込んだ利用者IDとを関連付けて顔認証データベース5に登録するようにしているので、上述したように、歩行時の様々な向きや大きさの顔画像データを一括して顔認証データベース5に登録できることなる。この結果、運用する実環境の照明や動線に適した顔画像データを効率的に自動登録することができる。換言すれば、従来のシステムによる、顔の大きさの正規化や照明変動の推測、顔向きの推測によって構築されたデータベースよりも、実環境に対応した顔認証データベースを自動構築することができ、利用者および構築作業員の負担を軽減するとともに、顔認証精度の向上も実現することができる。 As described above, in the second embodiment, when the operation device 2 is operated and the distance DX from the operation device 2 to the user is equal to or less than the threshold value Dth, the face image data of the user at the minimum distance is obtained. Are registered in the face authentication database 5 in association with the user ID read by the operation device 2 and, as described above, various orientations during walking, The face image data of a size can be registered in the face authentication database 5 at once. As a result, it is possible to efficiently and automatically register face image data suitable for actual environment lighting and flow lines to be used. In other words, it is possible to automatically construct a face authentication database corresponding to the actual environment, rather than a database constructed by normalizing the size of a face, estimating illumination fluctuations, and estimating the face orientation by a conventional system, The burden on the user and the construction worker can be reduced, and the face authentication accuracy can be improved.
なお、上記実施例1及び2では、本発明を入退室管理システムに適用した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、勤怠管理システムなど各種システムに適用することができる。また、操作器2としてカードリーダを用いることで、従来、社員証等のICカードの利用のみで実現していた入退室管理や勤怠管理に、顔認証を導入することができる。そして、顔認証用の顔画像データが自動登録されるため、利用者は、わざわざIDカードをかざさなくても、電気錠の開錠やタイムカードの打刻が可能になる。さらに、開錠時(打刻時)の映像と利用者IDとを関連付けて登録することができる。この結果、管理者によるチェックを一層厳密に行うことができるとともに、不正防止を図ることができる。なお、ICカードの利用と顔認証処理との二重照合も可能であり、この二重照合を行うことによって、通常よりもセキュリティの高いシステムを実現することができる。 In addition, in the said Example 1 and 2, although the case where this invention was applied to the entrance / exit management system was shown, this invention is not limited to this, It can apply to various systems, such as an attendance management system. . Further, by using a card reader as the operation device 2, face authentication can be introduced into entrance / exit management and attendance management that have been realized only by using an IC card such as an employee ID card. Since the face image data for face authentication is automatically registered, the user can unlock the electric lock and stamp the time card without having to hold the ID card. Furthermore, the image at the time of unlocking (at the time of engraving) and the user ID can be registered in association with each other. As a result, the check by the administrator can be performed more strictly, and fraud can be prevented. In addition, the use of the IC card and the face verification process can be double-checked. By performing this double check, a system with higher security than usual can be realized.
また、上記実施例1及び2では、操作器2をカードリーダとする場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。操作器2は、ID情報のやり取りができればよく、社員証などのICカードでなくても適用可能である。例えば、パーソナルコンピュータ(PC)のディスプレイにウェブカメラを取り付け、ログインする際のユーザ名とパスワードと顔画像データとを関連付けるようにして顔画像データを登録することができる。また、マンションのエントランスに設置されているオートロックなどに対しても、顔画像データと開錠用のパスワードとを関連付けて顔画像データを登録することもできる。 Moreover, in the said Example 1 and 2, although the case where the operation device 2 was used as the card reader was shown, this invention is not limited to this. The operation device 2 only needs to be able to exchange ID information, and can be applied even if it is not an IC card such as an employee ID card. For example, a web camera can be attached to a display of a personal computer (PC), and face image data can be registered so as to associate a user name, password, and face image data when logging in. Also, face image data can be registered by associating face image data with an unlocking password for an auto-lock installed at the entrance of the apartment.
さらに、上記実施例1では、距離算出部13が画像データを利用した位置算出処理を行って、操作器2の直近の利用者だけを顔認証データベース5に登録することとしたが、複数の利用者の位置と認証結果とを用いることにより、複数人の共連れを検出することも可能である。例えば、登録されている利用者の後方から認証されていない人物が接近している場合、不審者の共連れとして利用者M1に通知し、出入口の開錠を行わないなどの共連れ防止を行うこともできる。この場合には、警報出力部17はかかる不審者の存在を警報出力することになる。
Furthermore, in the first embodiment, the
本発明に係る顔認証データベース構築方法、顔認証装置及び顔認証プログラムは、入退室監視システムや勤怠管理システムなどに適しており、特に、複数の利用者の顔画像データが存在する画像データから認証対象者となる利用者の顔画像データを正確かつ効率的に抽出して顔認証データベースに自動登録する場合に適している。 The face authentication database construction method, the face authentication device, and the face authentication program according to the present invention are suitable for an entrance / exit monitoring system, an attendance management system, and the like, and in particular, authenticate from image data in which face image data of a plurality of users exists. It is suitable for the case where face image data of a target user is accurately and efficiently extracted and automatically registered in the face authentication database.
1,101 入退室管理装置
2 操作器
2a IDカード
3 カメラ
4 制御部
5 顔認証データベース
10 ゲート
11 操作検出部
12 顔画像検出部
13 距離算出部
14 登録処理部
15 類似度算出部
16 顔認証処理部
17 警報出力部
18 追跡処理部
20 画像データ
21,22 顔画像データ
M1,M2 利用者
Dth しきい値
DX1,DX2 距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Entrance / exit management apparatus 2
Claims (9)
前記操作器が操作されたか否かを検出する操作検出工程と、
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔部分を含む顔画像データを検出する顔画像データ検出工程と、
前記顔画像データが検出された利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出工程と、
前記操作器の操作が検出され、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理工程と
を含んだことを特徴とする顔認証データベース構築方法。 Acquire user face image data captured by an imaging device arranged in the vicinity of an operation device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, using the operation device. A face authentication database construction method for registering in the face authentication database in association with the user identification information,
An operation detecting step for detecting whether or not the operating device has been operated;
A face image data detection step of detecting face image data including a user's face portion in the image data imaged by the imaging device;
Calculating a position of the user from which the face image data is detected from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result;
When the operation of the operation device is detected, and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the face image data of the user at the minimum distance and the user identification information acquired by the operation device, And a registration processing step of registering in the face authentication database in association with each other.
前記操作器が操作されたか否かを検出する操作検出工程と、
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔部分を含む顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理工程と、
追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出工程と、
前記操作器の操作が検出され、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データをもつ前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理工程と
を含んだことを特徴とする顔認証データベース構築方法。 Acquire user face image data captured by an imaging device arranged in the vicinity of an operation device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to a user operation, using the operation device. A face authentication database construction method for registering in the face authentication database in association with the user identification information,
An operation detecting step for detecting whether or not the operating device has been operated;
Tracking for tracking the user while detecting the face image data including the face portion of the user in the image data captured by the imaging device, and associating and holding the series of face image data of the tracked user Processing steps;
Calculating a position of the user being tracked from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result; and
When the operation of the operation device is detected and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data having the face image data of the user at the minimum distance and the operation device And a registration processing step of registering the acquired user identification information in the face authentication database in association with the acquired user identification information.
前記撮像装置により撮像された利用者の顔画像データを検出する顔画像検出部と、
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出部と、
前記操作器に対する操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理部と
を備えたことを特徴とする顔認証装置。 An operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to an operation of the user, an imaging device that images the user disposed in the vicinity of the operating device, and the imaging device A face authentication database that associates and registers imaged user face image data and user identification information acquired by the operation unit, and performs face authentication of the user using the face authentication database An authentication device,
A face image detection unit that detects face image data of a user imaged by the imaging device;
A distance calculation unit that calculates a position of the user from the imaging device in the image data captured by the imaging device, and calculates a distance from the operation device to the user based on the calculation result;
When the operation device is operated, and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the face image data of the user at the minimum distance and the user identification information acquired by the operation device; And a registration processing unit for registering in the face authentication database in association with each other.
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理部と、
追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出部と、
前記操作器の操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データが関連付けられた前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理部と
を備えたことを特徴とする顔認証装置。 An operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to an operation of the user, an imaging device that images the user disposed in the vicinity of the operating device, and the imaging device A face authentication database that associates and registers imaged user face image data and user identification information acquired by the operation unit, and performs face authentication of the user using the face authentication database An authentication device,
A tracking processing unit for tracking the user while detecting face image data of the user in the image data captured by the imaging device, and associating and holding a series of face image data of the tracked user;
Calculating a position of the user being tracked from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result;
When the operation device is operated and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data associated with the face image data of the user with the minimum distance and the operation A face authentication apparatus comprising: a registration processing unit that associates with user identification information acquired by a device and registers the information in the face authentication database.
前記撮像装置により撮像された利用者の顔画像データを検出する顔画像検出手順と、
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出手順と、
前記操作器に対する操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする顔認証プログラム。 An operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to an operation of the user, an imaging device that images the user disposed in the vicinity of the operating device, and the imaging device A face authentication database that associates and registers imaged user face image data and user identification information acquired by the operation unit, and performs face authentication of the user using the face authentication database An authentication device face authentication program,
A face image detection procedure for detecting face image data of a user imaged by the imaging device;
A distance calculation procedure for calculating a position of the user in the image data captured by the imaging device from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result;
When the operation device is operated, and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the face image data of the user at the minimum distance and the user identification information acquired by the operation device; And a registration processing procedure for registering in the face authentication database in association with each other.
前記撮像装置により撮像された画像データ内の利用者の顔画像データを検出しつつ該利用者を追跡し、該追跡された利用者の一連の顔画像データを関連付けて保持する追跡処理手順と、
追跡されている利用者の前記撮像装置からの位置を算出し、該算出結果をもとに前記操作器から前記利用者までの距離を算出する距離算出手順と、
前記操作器の操作が行われ、前記操作器から前記利用者までの距離が所定距離以下である場合に、最小距離の利用者の顔画像データが関連付けられた前記一連の顔画像データと前記操作器により取得された利用者識別情報とを関連付けて前記顔認証データベースに登録する登録処理手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする顔認証プログラム。 An operating device that acquires user identification information that uniquely identifies the user in response to an operation of the user, an imaging device that images the user disposed in the vicinity of the operating device, and the imaging device A face authentication database that associates and registers imaged user face image data and user identification information acquired by the operation unit, and performs face authentication of the user using the face authentication database An authentication device face authentication program,
A tracking processing procedure for tracking the user while detecting the user's face image data in the image data captured by the imaging device, and associating and holding a series of face image data of the tracked user;
Calculating a position of the user being tracked from the imaging device, and calculating a distance from the operation device to the user based on the calculation result;
When the operation device is operated and the distance from the operation device to the user is equal to or less than a predetermined distance, the series of face image data associated with the face image data of the user with the minimum distance and the operation A face authentication program that causes a computer to execute a registration processing procedure for registering in the face authentication database in association with user identification information acquired by a device.
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