JPH02224185A

JPH02224185A - 個人識別方法及び装置

Info

Publication number: JPH02224185A
Application number: JP4559089A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sugimoto; 一郎杉本; Noriyuki Fukaya; 典行深谷; Mitsuo Hirashima; 平島　充雄
Original assignee: O G JOHO SYST SOKEN KK; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: O G JOHO SYST SOKEN KK; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、研究所などの安全管理（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ）
、コンピュータの使用許可（Ｕｓｅｒ　Ｉｄｅｎｔｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎ（ｐｅｒｍｉｓｓｉｏｎ））、家への出
入り管理（ｌｌｏｍｅ　Ａｕｔｏ−ｓａｔｉｏｎ）等に
利用される個人識別装置に関する。

［従来の技術］従来、このような個人識別装置としては、例えば、人間
の指紋、眼底パターン、音声（声紋）によって個人の識
別を行うものが知られている（特開昭６１−２８９４７
４号公報参照）。また、２次元顔画像により個人の識別
を行うものも知られている（特開昭６１−１４５６９号
、特開昭６１−２０８１８５号、特開昭６２−２６７８
６８号公報参照）。さらに、３次元側＠（以下距離画像
という）に基づき個人の識別を行うものも出願されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前記指紋、眼底パターン、音声などの個
人特有の特徴を利用する個人識別装置は、指紋や眼底パ
ターンを取る作業が人間にとって面倒である上、苦痛で
さえある。また、音声の場合は、作業性や正確性に問題
が残る。

また、航記２次元顔画像に基づいて、個人を識別する装
置は、カメラに対する顔の向きのわずかな変化、髪型の
変わり易さ、眼鏡の有無などにより、同じ人であっても
様々な画像を予定しなくてはならず、汎用的なシステム
（３００〜５００人の同定）の実現は困難である。また
、２次元画像では、顔の鼻の部分の認識が無理であると
いう大きな問題が存在する。鼻が認識できないと個人の
認識率は低い。

さらに、前記距離顔画像に基づいて、個人を認識する装
置は、目や、眉の認識が出来ないため、認識率が悪いと
いう課題が存在する。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑み、２次元画
像と距離画像の双方を利用してその課題を解決した個人
認識方法及び装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、所定の人体を対象として２次元画像を撮像す
る第１の撮像手段と、前記人体を対象として距離画像を
撮像する第２の撮像手段と、その両方の撮像手段の出力
データを照合し対応づけ行うことにより前記人体の特徴
を抽出する特徴抽出手段と、予め各個人の特徴のデータ
を記憶した記憶手段と、その記憶してある各個人の特徴
と前記特徴抽出手段により抽出された特徴を比較するこ
とにより前記対象とされた人体の同定を行う比較同定手
段と、その比較同定手段の出力を表示する表示手段とを
備えた個人識別装置によって、上記目的を達成する。

［作用］本発明は、上記構成において、所定の人体を対象として
２次元画像と距離画像を撮像し、その両方の画像データ
を照合し対応づけを行うことにより、前記人体の特徴を
抽出し、その抽出した特徴と予め記憶してある各個人の
特徴とを比較することにより前記対象とされた人体の同
定を行う。

［実施例］以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明にかかる個人識別装置の一実施例を示
すブロック図である。

ビデオカメラなとの第１の撮像手段ｌは、人体１０の、
例えば顔の部分の、カラー又はモノクロの２次元画像画
像を撮像する手段である。また、２台のビデオカメラな
どの第２の撮像手段２．３は、人体ｌＯの、例えば同じ
く顔の部分の、距離画像を撮像する手段である。

特徴抽出手段４は、それら両方の第１及び第２の撮像手
段ｌ、２．３の２次元画像と距離画像の出力データを照
合し対応づけ行うことにより前記人体ｌの特徴を抽出す
る手段である。即ち、その２次元画像データから、例え
ば顔の輪郭、眉、目、口の部分を検出し、ここの部分の
２次元上の大きさ、それらの部分の相対距離などを計測
する。また、その距離画像データ（ワイヤフレームモデ
ル）から、例えば、顔の輪郭、鼻、口の部分を検出し、
ここの部分の３次元上の大きさ、それらの部分の相対的
距離などを計測する。なお、顔の輪郭は、あごを中心と
する髪がかからない部分を選択することが望ましい。そ
れから、例えば、その距離画像データ（ワイヤフレーム
モデル）を回転させながら、２次元画像と、顔の輪郭が
一致する所を、或は口が一致する所を調べる。このよう
な照合によって、両画像の一致箇所を検出することによ
って、より総合的、精密な３次元認識対象像を得ること
が出来る。そこで、その３次元認識対象像を利用して、
顔の輪郭、眉、目、鼻、口、等出来るだけ多くの部分に
ついての特徴データを算出する。

その特徴データとしては、（１）輪郭、眉、目、鼻、口
などの各部分の３次元上の情報、（２）それら、眉、目
、鼻、口の各部分く点と見なす）の顔輪郭に対する位置
情報等である。さらに、（３）次式に示すような識別関
数の値であってもよい。

ｆ（ｘ）＝ｗ＋ｘ＋＋ｗ２ｘ＋＋・舎・＋ｗｎｘｎここ
に、ＸＩは計測した目と鼻の距離、ｘ２は同あごと口の
距離、・・・である。また、ｗｌ、Ｗ２・・・は重み係
数である。個人の識別に寄与度が大きいＸには、大きい
重み係数を乗することとすることが出来る。また、ｘｉ
、ｘ２＋・・・は、ベクトル、マトリックスとすること
もできる。

記憶手段６は、各個人の上述のような特徴のデータ（１
）、（２）又は（３）を予め調査したデータベースを記
憶した、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶手段である。

なお、そのようにして、作成蓄積したデータベースをよ
り充実するため、同一人物であるにも関わらず同定出来
無い場合は、さらに３次元認識対象像や特徴データの更
新（学習）を行う。

比較同定手段５は、その記憶してある各個人の特徴と前
記特徴抽出手段４により抽出された特徴を比較すること
により前記対象とされた人体１０の同定を行う手段であ
る。例えば、一致度を算出し、最も高い人をその個人と
して同定する。

その比較同定手段５によって同定された個人の情報に基
づき、後処理手段７は所定の表示、或はドアを開く、又
はコンピュータの利用を許可する信号を出力する。

第２図（ａ）は、本発明の個人識別装置をマイクロコン
ピュータを利用して実現したより具体的実施例である。

本実施例においては、前述した個人識別を実行する前に
、予め識別対象者かどうか、或は対象者の大幅の絞り込
みを行い、個人識別速度を上げるための前処理を行うも
のである。

同図において、１１は、研究室Ｘのドアであり、１２は
、そのドア１１の前の通路の床に符されたマークであり
、そのドア１１から研究室Ｘの中に入ろうとする人が、
−時的に立ち市まるところを示す目印である。そのマー
ク１２のｔ方には、モニタＩＴＶ（工業用ビデオカメラ
）１３が設けられている。このＩＴＶ１３は、ドア１１
に向かって歩いてくる人ＩＯの姿を第２図（ｂ）に示す
様に、撮像し、インターフェース１４を介してＣＰＵ（
中央演算処理装置）１５へ撮像データを送信するもので
ある。ＩＴＶ１３の代わりに、赤外線センサや超音波セ
ンサなどを利用することもできる。ＣＰＵ　ｌ　５は、
そのデータに基づき、移動物体ｌＯが存在するかどうか
、その移動方向、その移動物体ｌＯが人間かどうかく犬
等なら極めて背の高さが小さい）、更に、背の高さ、色
、スカートの有無などで、大人と子供の区別、男女の区
別を行う。更に、身長、体格などのデータをそのまま計
測してもよい。即ち、ある特定時間の画像間の差分から
移動物体のみを静止画像として抽出するとともに、対象
物体の移動ベクトル情報をも算出する。そして、対象物
の静止画像から対象が人間であるか否かの判定を行う。

又、対象が人間である場合、前記移動ベクトル情報から
、人／出室行為の可能性を推定する。人／出室行為の可
能性がある場合は、身長なとのシルエット情報から対象
者の大分類を行う。

ＣＰＵ　１５は、このような前処理データによって、個
人識別処理をするかどうか、あるいはおおまかな分類を
行い、その後の個人識別処理を効率的に行う。

前記マーク１２の後方には、そのマーク１２の場所に立
った人の２次元画像を撮像する、モニタカメラ等の第１
の撮像手段ｌが配置され、又その両側には、その人の距
離画像を撮像するレンジファインダ等の第２の撮像手段
２．３が配置されている。その第２の撮像手段２．３は
、格子光をライトから人の顔に向けて照射し、それを撮
像するものである。その格子光は、第２の撮像手段２、
３の順に切り替えながら、順に撮像するが、格子光の色
を変えることによって、同時に撮像することが出来る。

ざらに、第１の撮像手段１もレンジフィルタ等を用いて
距離画像の撮像に利用してもよい。また、第２の撮像手
段２．３を２次元画像撮像に利用することもできる。第
２図（Ｃ）は、それら撮像装置１．２．３が撮像した２
次元画像を示し、第２図（ｄ）は、それら撮像装置ｌ、
２．３が撮像した距離画像を示す。

なお、安定的に２次元画像、距離画像を得るためには、
人が前記撮像手段１．２．３の動作時間中静止している
ことが必要である。そのため、前記マーク１２に人が立
ち止まる様に、音声合成によるアナウンス、印象的な案
内の絵を壁に掛けるなどすることが望ましい。

このようにして、第１の撮像手段ｌ、第２の撮像手段２
．３によって、撮像された画像データは、ＣＰＵ１５に
入力され、前記個人認識が実行される。即ち、ＣＰＵ　
１５は、記憶手段６を利用しながら、前記特徴抽出手段
４、比較同定手段５の機能を実現するものである。なお
、ｃｐｕ　１５は、その認識結果に基づき、前記ドア１
１を開閉する。

次に、本発明の個人識別装置の動作を本発明の個人識別
方法と共に説明する。

第３図は、その内容を示すフローチャートである。

まず、モニタＴＴＶ１３によって、前方の画像を人力す
る（ステップＳｌ）。次に移動する物体が有るかどうか
の判定（所定の時間間隔をおいた画像が変化しているか
どうか等で判定）と、その移動体の切り出しを行う（ス
テップＳ２）。その結果に基づき、移動体の移動方向の
判定（こちらに向かっているかどうか）、移動体が人間
かどうかの判定、移動体が男か女か、大人か子供か、身
長等を判断する（ステップＳ３）。

次に、個人識別を行うべき場合は、第１の撮像手段ｌに
よって、２次元画像を人力する（ステップＳ４）。又、
第２の撮像手段２．３によって、距離画像を人力する（
ステップＳ５）。特徴抽出手段４は、その２次元画像に
基づき、その特徴データを抽出しくステップＳ６）、ま
た、その距離画像に基づき、その特徴データを抽出しく
ステップＳ８）、ざらに、両方の抽出データ同士を対照
して対応点を調べる（ステップＳ７）。その結果に基づ
き、３次元認識対象モデルを作成する（ステップＳ９）
。そして、必要な、特徴データを抽出する（ステップ５
ＩＯ）。次に、比較同定手段Ｓによって、その特徴抽出
データと、記憶手段６に記憶されている個人特徴データ
ベースの内容とを比較し、一致度を算出する（ステップ
５ｌｌ）。

最後に、入室しても良い人なら、ドアを開ける（ステッ
プ５１３）。

本発明にかかる個人識別方法及び装置は、　（ａ）研究
所、オフィスビル、工場、コンピュータルーム等の人／
出管理（セキュリティ）、　（ｂ）コンピュータ端末装
置、車、システムなどの使用許可（ｐｅｒａ＋１ｓｓｉ
ｏｎ）　　　（１−４−−？イテ°ンティフｓｒイシコ
ン）、　　（ｃ）家への出入り管理（Ｈｏｍｅ　Ａｕｔ
ｏｍａｔｉｏｎ）、（ｄ）スーパ、銀行等の店舗におけ
る不審者の認識等の分野に利用され得るものである。

なお、本発明は、上述した顔に限らず、人体の手とか足
などに対しても適用可能である。

［発明の効果］以上述べたように、本発明にかかる個人認識方法及び装
置は、２次元画像と距離画像の双方を利用して、高い認
識率で、容易に個人を認識できる長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる個人認識装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は、同装置のコンピュータを利用
した実施例を示す略示配置図、第３図は、本発明にかか
る個人認識方法の一実施例を示すフローチャートである
。１・・・第１の撮像手段　２．３・・・第２の撮像手段
４・・・特徴抽出手段　　５・・・比較同定手段６・・
・記憶手段　　　　７・・・後処理装置。

Claims

【特許請求の範囲】（１）所定の人体を対象として２次元画像と距離画像を
撮像し、その両方の画像データを照合し対応づけを行う
ことにより、前記人体の特徴を抽出し、その抽出した特
徴と予め記憶してある各個人の特徴とを比較することに
より前記対象とされた人体の同定を行うことを特徴とす
る個人識別方法。（２）前記対象とされた人体は顔であることを特徴とす
る請求項１記載の個人識別方法。（３）前記抽出された
特徴のデータに所定の重み係数を乗じた識別関数の値に
基づき前記特徴比較を行うことを特徴とする請求項１記
載の個人識別方法。（４）前記２次元画像と距離画像の撮像に先立ち、その
撮像対象の移動方向、大きさ、色等の情報を検出し、そ
れに基き、その対象とするものが人体かどうか、個別認
識すべき人体かどうか、或はどのような種類（分類）に
属する人体なのかどうかを判定することを特徴とする請
求項１記載の個人識別方法。（５）前記種類（分類）は、男と女または、眼鏡を掛け
た人とそうでない人、大人と子供、身長を基準に分類さ
れることを特徴とする請求項４記載の個人識別方法。（６）所定の人体を対象として２次元画像を撮像する第
１の撮像手段と、前記人体を対象として距離画像を撮像
する第２の撮像手段と、その両方の撮像手段の出力デー
タを照合し対応づけ行うことにより前記人体の特徴を抽
出する特徴抽出手段と、予め各個人の特徴のデータを記
憶した記憶手段と、その記憶してある各個人の特徴と前
記特徴抽出手段により抽出された特徴を比較することに
より前記対象とされた人体の同定を行う比較同定手段と
を備えたことを特徴とする個人識別装置。