JP2002183734A - 顔認証装置および顔認証方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】利用条件に応じて認証に用いる閾値を動的に変
更でき、利便性およびセキュリティ度の向上が図れる顔
認証装置を提供する。 【解決手段】人物の顔の特徴を基に認証対象者を認証
し、その認証結果に基づきセキュリティを必要とする部
屋のドアの開閉など、制御対象機器の利用を制御する顔
認証装置において、登録者が当該顔認証装置を利用する
頻度がわかっている条件を登録時に設定、または登録後
に随時設定し、利用頻度が高いとされている条件におい
ては認証用の閾値を低くして利用し易くし、逆に利用頻
度が低いとされている条件においては認証用の閾値を高
めにして、利便性やセキュリティ度を高めることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、顔など
の人物固有の生体情報を利用して本人認証を行なうこと
により、セキュリティを必要とする部屋のドアの開閉な
どの機器利用を制御する顔認証装置および顔認証方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、顔などの人物固有の生体情報を利
用して本人認証を行なうことにより、部屋のドアの開閉
などの機器利用を制御する顔認証装置が開発されてい
る。また、その認証結果を履歴として保存することによ
り、不正があった場合などの原因追究に利用することが
行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、顔の特徴情
報を用いた顔認証装置の場合、顔画像を入力するカメラ
の画角の制限により認証の対象となる人物の身長差に対
応できず、身長の高い人が自然の状態で認証することが
できないことや、身長の低い人がカメラの画角内に入ら
ないといった問題があった。

【０００４】また、一度認証してしまえば、認証された
人物とは違う者が制御対象機器を利用することや、認証
された人物と別の人物が一緒に利用するなどが可能であ
った。

【０００５】また、明らかに本人である、また、その逆
に本人でないと分かる状況でも、通常と同様の認証処理
が必要であった。

【０００６】そこで、本発明は、利用条件に応じて認証
に用いる閾値を動的に変更でき、利便性およびセキュリ
ティ度の向上が図れる顔認証装置および顔認証方法を提
供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、認証対象者に身長差があ
っても安定して認証を行なうことができ、本人認証のセ
キュリティ度を向上し得る顔認証装置および顔認証方法
を提供することを目的とする。

【０００８】さらに、本発明は、登録者以外の人物が制
御対象機器を利用することや、いわゆる供連れを防止す
ることができる顔認証装置および顔認証方法を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の顔認証装置は、
認証対象者の顔画像を入力する画像入力手段と、この画
像入力手段により入力された顔画像から前記認証対象者
の顔の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、この特徴量
抽出手段により抽出された特徴量とあらかじめ登録され
た基準の特徴量との類似度を計算し、この計算により得
られる類似度を所定の閾値と比較することにより、前記
認証対象者が本人であるか否かを認証する認識手段と、
前記閾値を前記認証対象者の利用条件に応じて変更する
閾値変更手段とを具備している。

【００１０】また、本発明の顔認証装置は、あらかじめ
定められた複数の位置にそれぞれ設置され、認証対象者
の顔画像を複数の異なる位置から撮像する複数の撮像手
段と、この複数の撮像手段の中から前記認証対象者の顔
画像を入力するのに最適な撮像手段を選択する選択手段
と、この選択手段により選択された撮像手段から得られ
る顔画像から前記認証対象者の顔の特徴量を抽出する特
徴量抽出手段と、この特徴量抽出手段により抽出された
特徴量とあらかじめ登録された基準の特徴量との類似度
を計算し、この計算により得られる類似度に基づき前記
認証対象者が本人であるか否かを認証する認識手段とを
具備している。

【００１１】さらに、本発明の顔認証装置は、認証対象
者の顔画像を入力する画像入力手段と、前記認証対象者
の顔以外の生体情報を計測する第１の計測手段と、前記
画像入力手段により入力された顔画像から前記認証対象
者の顔の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、この特徴
量抽出手段により抽出された特徴量とあらかじめ登録さ
れた基準の特徴量との類似度を計算し、この計算により
得られる類似度に基づき前記認証対象者が本人であるか
否かを認証する認識手段と、制御対象機器を利用する人
物の顔以外の生体情報を計測する第２の計測手段と、前
記認識手段の結果と、前記第１の計測手段で計測された
生体情報と前記第２の計測手段で計測された生体情報と
の一致度に応じて前記制御対象機器の利用許可、不許可
を制御する制御手段とを具備している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１３】まず、第１の実施の形態について説明す
る。

【００１４】第１の実施の形態は、カメラから入力され
た顔画像により認証対象者の顔を認証し、制御対象機器
の利用を制御する顔認証装置であって、利用条件に応じ
て認証に用いる閾値を動的に変更するようにしたもので
あり、以下、それについて詳細に説明する。

【００１５】図１は、第１の実施の形態に係る顔認証装
置の構成を模式的に示すものである。図１において、本
顔認証装置１は、たとえば、セキュリティを必要とする
部屋のドア２の近傍に設置されるもので、認証対象者の
顔画像を撮像（入力）する撮像手段（画像入力手段）と
してのカメラ１１、入力画像やガイダンスなどを表示出
力する出力装置１２、記録媒体としてのＩＤカードか
ら、それに記録されている認証対象者を特定する情報と
してのＩＤ番号などを読取る読取手段としてのカードリ
ーダライタ１３、全体の制御および登録、認証処理など
を行なう処理装置１４、および、顔の認証結果に基づき
ドア２の電子錠を制御する機器制御装置１５から構成さ
れている。

【００１６】処理装置１４は、たとえば、図２に示すよ
うに、カメラ１１で入力された顔画像から顔の領域を検
出する顔領域検出手段としての顔領域検出部２１、顔領
域検出部２１で検出された顔領域に対し顔の特徴量を抽
出する特徴量抽出手段としての顔特徴量抽出部２２、顔
特徴量抽出部２２で抽出された特徴量に基づき認証対象
者の顔を認証する認識手段としての人物認識部２３、お
よび、あらかじめ複数（各個人）の基準の特徴量が登録
（記憶）されている登録情報保持手段としての登録情報
保持部２４によって構成されている。

【００１７】このような構成において、全体的な動作を
簡単に説明する。制御対象機器を利用しようとしている
認証対象者が近づいてきて、まず、認証対象者が所持し
ているＩＤカードをカードリーダライタ１３に挿入する
ことにより、カードリーダライタ１３は、そのＩＤカー
ドから認証対象者を特定するＩＤ番号を読取る。

【００１８】一方、カメラ１１は、上記認証対象者の顔
画像を撮像して入力する。顔領域検出部２１は、カメラ
１１で入力された顔画像に対し、画像内に存在する人物
の顔領域を検出する。次に、顔特徴量抽出部２２は、顔
領域検出部２１で検出された顔領域に対し顔の特徴量を
抽出し、人物認識部２３へ送る。

【００１９】登録情報保持部２４には、あらかじめ各個
人の基準の特徴量が登録されていて、これら登録されて
いる各特徴量の中から、カードリーダライタ１３により
読取られたＩＤ番号によって特定された特徴量が選択さ
れて、人物認識部２３へ送られる。人物認識部２３は、
顔特徴量抽出部２２で得られた特徴量と登録情報保持部
２４からの基準の特徴量との類似度を計算し、得られた
類似度を所定の閾値と比較することにより、画像内に存
在する認証対象者が登録されている本人であるか否かを
認証する。

【００２０】人物認識部２３の認証結果は、メッセージ
として出力装置１２から出力するほか、機器制御装置１
５へ送られる。機器制御装置１５は、人物認識部２３で
登録人物と判定された場合は、ドア２の電子錠を解除し
てドア２を開けられるように設定し、登録人物ではない
と判定された場合は、ドア２の電子錠を施錠状態のまま
に設定する。

【００２１】以下、各部について詳細に説明する。

【００２２】まず、撮像手段（画像入力手段）としての
カメラ１１について説明する。カメラ１１は、たとえ
ば、ＩＴＶカメラなどから構成されていて、認証対象者
の顔画像を撮像するもので、撮像した顔画像はＡ／Ｄ変
換した後、顔領域検出部２１内に設けられた画像メモリ
に格納される。

【００２３】なお、カメラ１１の数は、特に制限を設け
ず、１つでもよいし複数でもよく、また、固定式カメラ
以外にパン・チルト・ズーム機能を持つカメラを利用す
ることで、より精度を上げることも可能である。複数の
カメラを用いた場合、各カメラによって取込まれた画像
メモリ内の入力画像に対して以降に説明する人物認識部
２３における処理までの処理をそれぞれ繰り返すことに
なる。

【００２４】次に、顔領域検出部２１について説明す
る。顔領域検出部２１は、カメラ１１によって入力さ
れ、画像メモリに格納された入力画像に対し、あらかじ
め用意された平均的な顔のテンプレート画像データを入
力画像データ上を移動させながら相関値を求め、最も高
い相関値を与える位置を顔領域とすることにより、顔領
域を検出する。

【００２５】なお、テンプレート画像データとの相関値
で評価する方法以外にも、顔のテンプレート画像と部分
空間法を用いて類似度で評価する方法などでも実現可能
である。顔領域の検出結果によっては１つの顔領域のみ
ならず、複数の顔領域を検出することになるが、この場
合は以降に説明する人物認識部２３における処理までの
処理をそれぞれ繰り返すことになる。

【００２６】次に、顔特徴量抽出部２２について説明す
る。顔特徴量抽出部２２は、まず、顔領域検出部２１で
検出された顔領域内から目、鼻、口といった顔部品を検
出する。その検出方法は、たとえば、文献（福井和広、
山口修：「形状抽出とパターン照合の組合せによる顔特
徴点抽出」，電子情報通信学会論文誌（Ｄ），ｖｏｌ．
Ｊ８０−Ｄ−ＩＩ，Ｎｏ．８，ｐｐ２１７０−２１７７
（１９９７））に記載された方法を用いることで実現で
きる。

【００２７】次に、検出された各部品の位置データを基
に、先に検出された顔領域を一定の大きさ、形状に切り
出し、傾きや大きさを補正してｍ×ｎピクセルの領域を
作成し、ｍ×ｎ次元の情報を顔特徴ベクトルとして用い
る。

【００２８】ここで、目、鼻などの顔の部品が検出しに
くく、現在と別の顔の向きにすれば顔領域が検出しやす
いなどの情報があらかじめ辞書に保持してある場合や、
検出はできているが写真などのように全く変動がないと
いった場合、出力装置１２から「所定の方向を向いてく
ださい」という案内文を出力することもできる。

【００２９】次に、登録情報保持部２４について説明す
る。登録情報保持部２４には、人物を同定するために利
用する顔の特徴量が、登録の際の日時、場所、性別、年
齢、身長、体重、ＩＤ番号などの状況情報などとともに
蓄積される。人物を同定するために利用する顔の特徴量
は、カメラ１１および顔領域検出部２１を介して得られ
た画像を時系列で蓄積したデータを準備し、そのデータ
に対して周知のＫ−Ｌ展開による正規直交ベクトルを求
めることにより、辞書とともに部分空間を計算する。

【００３０】なお、１人の人物に対して複数の辞書デー
タを用意することも可能で、たとえば、眼鏡の有無や化
粧の変化のように著しく変動が起こりやすい場合には、
複数の辞書データ（特徴量）を用意して、いずれかの辞
書データと同定できた場合に、照合できたとすることも
できる。

【００３１】また、本実施の形態においては、登録人物
が時間や場所、保持しているＩＤカードの種類などに応
じて認証する頻度が変わるといった情報を登録時から保
持することができる。たとえば、ある人物が日曜日の午
前０時から午前９時まではほとんど該当機器を利用しな
いとわかっていれば、図３に示すように設定する。同様
に、たとえば、日曜日の昼１２時から１７時までのよう
に利用頻度が多いといった情報も登録できる。この例で
は時間別に登録をしているが、機器の設置場所、ＩＤカ
ードの種類といった条件ごとに利用頻度を設定するとい
ったことも考えられる。

【００３２】また、この実施の形態では、簡単のために
「多い」、「普通」、「少ない」の３段階で設定してい
るが、より多段階で設定しても構わない。また、登録時
以外にも必要に応じて本人または管理人が随時変更可能
にしておくこととする。この情報は人物認識部２３にて
利用する。

【００３３】登録情報保持部２４に保持された複数の辞
書データは、カードリーダライタ１３によりＩＤカード
から読取られたＩＤ番号に基づき検索され、対応する辞
書データが人物認識部２３へ送られるようになってい
る。

【００３４】次に、カードリーダライタ１３について説
明する。カードリーダライタ１３は、ＩＤカードに記録
されたＩＤ番号などを読取るもので、その読取ったＩＤ
番号から、認証に用いるために登録情報保持部２４に登
録された基準の特徴量を特定するようになっている。

【００３５】なお、本実施の形態では、ＩＤカードとし
て、たとえば、無線カードを利用して非接触でも読取り
できるものを想定しているが、磁気カードなどのような
接触式であっても構わない。

【００３６】次に、人物認識部２３について説明する。
本実施の形態での人物認識方法は、たとえば、文献（前
田賢一、渡辺貞一：「局所的構造を導入したパターン・
マッチング法」，電子情報通信学会論文誌（Ｄ），ｖｏ
ｌ．Ｊ６８−Ｄ，Ｎｏ．３，ｐｐ３４５−３５２（１９
８５））や、特開平９−２５１５３４号公報に開示され
た「人物認証装置および人物認証方法」にある相互部分
空間法を用いるが、認識方法は他のパターン認識方法を
用いても構わない。

【００３７】人物認識部２３は、顔特徴量抽出部２２に
よって得られた特徴量と、登録情報保持部２４に登録さ
れた各個人の基準の特徴量の中から、ＩＤカードから読
取られたＩＤ番号によって特定された人物に対応する１
つの基準の特徴量（辞書データ）との類似度を計算し、
計算された類似度をあらかじめ定められた認証用の閾値
と比較することにより、カメラ１１の前に存在する認証
対象者が登録されている本人であるか否かを認証する。

【００３８】ここでは、上述したように、認証対象者の
ＩＤ番号で特定された１つの辞書データを対象とし、計
算された類似度が所定の閾値を越したか越さないかによ
って、本人であるかどうかを認証することになる。

【００３９】そして、本実施の形態においては、人物認
識部２３は、各登録者の時間や場所による利用頻度情報
が登録情報保持部２４に保存されているため、その情報
に基づき上記認証用の閾値を変更する。たとえば、図３
では時間に応じた利用頻度情報が設定されているため、
「利用頻度が少ない」と設定された時間では、αはあら
かじめ定められた一定値として、認証用の閾値を「標準
閾値＋α」に設定し、逆に「利用頻度が多い」と設定さ
れた時間では、認証用の閾値を「標準閾値−α」に設定
する。

【００４０】利用頻度が多段階（Ｎ段階とする）で設定
された場合にはαを小さくし、標準利用頻度をｍ、利用
頻度をｋ（０≦ｋ≦Ｎ、ｋ＝Ｎのとき最も利用頻度が多
いとする）とすると、認証用の閾値は以下に定める式１
で求められる。なお、時間だけでなく、ＩＤカードの種
類などの条件を併用する場合は、式１の第２項を条件の
数だけ追加していくことで対応可能である。

【００４１】 認証用の閾値＝標準閾値−（ｋ−ｍ）×α／Ｎ …… （式１） なお、上記式１に限らず、利用条件に応じて認証用の閾
値が変更される式であれば、上記手段は実現可能である
ことは明らかである。

【００４２】次に、機器制御装置１５について説明す
る。機器制御装置１５は、人物認識部２３において、認
証対象者が所持するＩＤカードにより、登録された人物
本人であると認証された場合に、制御対象機器に対して
操作許可の信号を送る。本実施の形態では、ドア２の電
子錠を解除してドア２を開けられるようにすることに相
当する。

【００４３】次に、出力装置１２について説明する。出
力装置１２は、認証対象者に対し顔の検出結果をフィー
ドバックしたり、認証開始などのガイダンスを行なった
り、認証結果の表示や案内音声の出力などを行なう（図
４ａ参照）。ここに、出力装置１２としては、たとえ
ば、スピーカ、ＣＲＴや液晶パネルを利用した画像表示
方法以外に、ＬＥＤやランプを使った目印を出力すると
いった方法なども考えられる。

【００４４】一方、認証している本人ではなく、管理者
向けの出力として認証対象者、認証画像（動画でもよ
い）、認証結果、時間、場所といった認証のログを保存
することや、認証失敗したときのアラームを遠隔地にい
る管理者に画像とともに表示する（図４ｂ参照）方法も
考えられる。

【００４５】このように、第１の実施の形態によれば、
利用条件によって認証用の閾値を変更する、たとえば、
あらかじめ本人が認証することが多いと確実にわかって
いる時間や場所の認証用の閾値を低めに設定し、逆に本
人がほとんど認証しないと確実にわかっている時間や場
所の認証用の閾値を高めに設定することで、当該顔認証
装置の使いやすさとセキュリティ度を同時に実現するこ
とができる。

【００４６】次に、第２の実施の形態について説明す
る。

【００４７】第２の実施の形態は、複数のカメラを利用
することにより認証対象者間の身長差に対応し、身長情
報も認証に利用することで、認証精度を向上することが
できるようにしたものであり、以下、それについて詳細
に説明する。

【００４８】図５は、第２の実施の形態に係る顔認証装
置の構成を模式的に示すものである。第２の実施の形態
の第１の実施の形態（図１）と異なる点は、カメラ１１
が複数（たとえば、３つ）のカメラ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃとなった点、および、カメラ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃの前に位置した認識対象者の身長を計測する身長計測
手段としての身長計測装置１６が追加された点が異な
り、その他は第１の実施の形態と同様であるので、その
説明は省略する。

【００４９】第２の実施の形態に係る処理装置１４は、
たとえば、図６に示すように構成されているが、第１の
実施の形態（図２）と異なる点は、カメラ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃの中から認証対象者の顔画像を入力するのに
最適なカメラを選択する選択手段としてのカメラ選択部
２５が追加された点が異なり、その他は第１の実施の形
態と同様であるので、その説明は省略する。

【００５０】このような構成において、全体的な動作を
簡単に説明する。制御対象機器を利用しようとしている
認証対象者が近づいてきて、まず、認証対象者が所持し
ているＩＤカードをカードリーダライタ１３に挿入する
ことにより、カードリーダライタ１３は、そのＩＤカー
ドから認証対象者を特定するＩＤ番号を読取る。また、
身長計測装置１６は、カメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
前に位置した認識対象者の身長を計測する。

【００５１】一方、カメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、
上記認証対象者の顔画像を撮像して入力する。また、カ
メラ選択部２５において、複数設置されたカメラ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃの中から最適な顔画像を得られるカ
メラを選択する。これにより、顔領域検出部２１は、選
択されたカメラからの入力画像を対象として、画像内に
存在する人物の顔領域を検出する。次に、顔特徴量抽出
部２２は、顔領域検出部２１で検出された顔領域に対し
顔の特徴量を抽出し、人物認識部２３へ送る。

【００５２】登録情報保持部２４には、あらかじめ各個
人の基準の特徴量が登録されていて、これら登録されて
いる各基準の特徴量の中から、カードリーダライタ１３
により読取られたＩＤ番号によって特定された基準の特
徴量が選択されて、人物認識部２３へ送られる。人物認
識部２３は、顔特徴量抽出部２２で得られた特徴量と登
録情報保持部２４からの基準の特徴量との類似度を計算
し、得られた類似度を所定の閾値と比較することによ
り、画像内に存在する認証対象者が登録されている本人
であるか否かを認証する。

【００５３】第２の実施の形態の場合、認証対象者の身
長情報や選択されたカメラの情報があるため、登録時と
の比較によって認証精度を高めることも可能になる。

【００５４】人物認識部２３の認証結果は、メッセージ
として出力装置１２から出力するほか、機器制御装置１
５へ送られる。機器制御装置１５は、人物認識部２３で
登録人物と判定された場合は、ドア２の電子錠を解除し
てドア２を開けられるように設定し、登録人物ではない
と判定された場合は、ドア２の電子錠を施錠状態のまま
に設定する。

【００５５】以下、各部について詳細に説明する。

【００５６】なお、前述した第１の実施の形態と同様な
部分は説明を省略し、異なる部分についてだけ説明す
る。

【００５７】まず、撮像手段（画像入力手段）としての
カメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃについて説明する。カメ
ラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、第１の実施の形態と同様
に、ＩＴＶカメラなどから構成されていて、認識対象者
の身長方向に一定間隔で一列に配設されており、認識対
象者の顔画像を下斜め方向から撮像するようになってい
る。

【００５８】次に、カードリーダライタ１３について説
明する。カードリーダライタ１３は、第１の実施の形態
と同様に認証対象者を特定する情報（ＩＤ番号）をＩＤ
カードから読取るほか、本例では顔画像の登録時に、複
数設置してあるカメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの中から
どのカメラを利用したかといったカメラ選択に必要な情
報や、身長計測装置１６で測定された身長情報も記録さ
れているので、それらの各情報をも読取る。

【００５９】次に、身長計測装置１６について説明す
る。身長計測装置１６は、認証対象者の身長を計測する
もので、その計測方法としては、たとえば、複数設置さ
れたカメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと同じ数の赤外線セ
ンサや距離センサなどのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を認証
対象者の身長方向に一定間隔で設置し、認証対象者が下
から何個のセンサを遮ったかによって身長のおおまかな
範囲を特定することができる。

【００６０】図５で示すように、３つのセンサＳ１，Ｓ
２，Ｓ３を上下方向に設置した場合、下から１つのセン
サＳ１のみを遮った場合には３段階で一番低い身長に設
定し、下から２つのセンサＳ１，Ｓ２を遮った場合には
３段階で真中、３つのセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３とも遮れ
ば３段階で最も高い身長と計測結果をだす。

【００６１】もちろん、こういった計測方法以外にも、
複数のカメラによるステレオ計測によって身長を計測す
る方法、天井からの距離センサを利用する方法などの手
段を利用することも可能である。

【００６２】次に、カメラ選択部２５について説明す
る。カメラ選択部２５は、複数設置されたカメラ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃのうち最も認証対象者の顔画像を得
やすいカメラを選択し、その選択したカメラからの顔画
像を顔領域検出部２１へ送る。カメラの選択方法として
は、以下の４つの方法を利用することが可能である。

【００６３】第１の方法は、ＩＤカードに記録された情
報を利用するものである。すなわち、顔画像の登録を行
なう際に、複数の高さに設置している全てのカメラ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃで顔領域の検出を行ない、最も顔検
出辞書と類似度の高いと思われる顔領域を含む画像が得
られるカメラを選択する。そして、そのカメラの選択情
報をＩＤカードに記録しておき、認証時にＩＤカードか
らカメラの選択情報を読取り、その情報に基づき最適な
カメラを選択する。図７（ａ）のフローチャート参照。

【００６４】第２の方法は、身長計測装置１６で計測し
た身長を利用するものである。すなわち、認証を行なお
うとして近づいてきた認証対象者の身長を身長計測装置
１６を用いて計測し、その計測した身長に対応した位置
のカメラを選択する。なお、縦方向にＮ個のカメラを設
置している場合には、図５に示す身長計測装置１６で用
いるセンサをＮ個以上設置する必要がある。図７（ｂ）
のフローチャート参照。

【００６５】第３の方法は、認証対象者自信が自分でカ
メラを選択するものである。すなわち、全てのカメラ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃからの入力画像を出力装置１２の
画面に表示し、認証対象者自身がその中から最も顔が見
やすいと思われる画像をボタン操作などで選択する。図
７（ｃ）のフローチャート参照。

【００６６】第４の方法は、顔検出類似度を利用するも
のである。すなわち、身長計測装置１６の計測結果を利
用せず、複数設置しているカメラ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃからの入力画像全てに対して顔検出処理を行ない、最
も顔検出辞書と類似度の高いと思われる顔領域を含む画
像が得られるカメラを選択する。図７（ｄ）のフローチ
ャート参照。

【００６７】次に、登録情報保持部２４について説明す
る。登録情報保持部２４は、前述した第１の実施の形態
に加え、顔画像登録時に利用したカメラおよび測定した
認証対象者の身長情報も、各個人の辞書データに対応さ
せて保持している。

【００６８】次に、人物認識部２３について説明する。
人物認識部２３は、前述した第１の実施の形態と同様に
カメラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの前に存在する認証対象
者が登録されている本人であるか否かを認証するほか、
第２の実施の形態の場合、認証対象者の身長情報や選択
されたカメラの情報が存在するため、顔画像の登録時と
認証時に利用したカメラや身長情報が同一か否かの比較
を行なうことにより、認証精度をより高めることが可能
になる。

【００６９】また、認証に用いた入力画像や認証対象者
のＩＤ番号、時間、認証結果、場所などを認証の履歴と
して保存しておくことで、問題があったときに原因の追
及をし易くすることも可能である。

【００７０】このように、第２の実施の形態によれば、
複数設置されたカメラの中から最適なカメラを選択し
て、そのカメラによる顔画像を利用することにより、認
証対象者に身長差がある場合でも常に安定して認証を行
なうことができる。また、固定式カメラ以外にパン・チ
ルト・ズーム可能なカメラを使うことで、より最適な画
角を得ることも可能である。さらに、カメラの選択情報
自体も個人の特徴として利用することができ、本人認証
のセキュリティ度を上げることが可能である。

【００７１】次に、第３の実施の形態について説明す
る。

【００７２】第３の実施の形態は、認証対象者の身長や
体重、温度分布などといった計測し易い顔以外の生体情
報（第２の生体情報）を取得し、認証後に実際に制御対
象機器を利用する際に取得された上記同様な生体情報と
比較することで、認証対象者以外の人物が利用すること
やとも連れを防止することができるようにしたものであ
り、以下、それについて詳細に説明する。

【００７３】図８は、第３の実施の形態に係る顔認証装
置の構成を模式的に示すものである。第３の実施の形態
の第１の実施の形態（図１）と異なる点は、カメラ１１
の前に位置した認識対象者の顔以外の生体情報として身
長を計測する第１の計測手段としての認証時身長計測装
置１７ａ、および、ドア２の前に位置した人物の顔以外
の生体情報として身長を計測する第２の計測手段として
の利用時身長計測装置１７ｂが追加された点が異なり、
その他は第１の実施の形態と同様であるので、その説明
は省略する。

【００７４】第３の実施の形態に係る処理装置１４は、
たとえば、図９に示すように構成されていて、基本的に
は第１の実施の形態（図２）と同様であるが、機器制御
装置１５における制御内容が後述するように異なってい
る。

【００７５】このような構成において、全体的な動作を
簡単に説明する。制御対象機器を利用しようとしている
認証対象者が近づいてきて、まず、認証対象者が所持し
ているＩＤカードをカードリーダライタ１３に挿入する
ことにより、カードリーダライタ１３は、そのＩＤカー
ドから認証対象者を特定するＩＤ番号を読取る。また、
認証時身長計測装置１７ａは、カメラ１１の前に位置し
た認識対象者の身長を計測する。

【００７６】一方、カメラ１１は、上記認証対象者の顔
画像を撮像して入力する。顔領域検出部２１は、カメラ
１１で入力された顔画像に対し、画像内に存在する人物
の顔領域を検出する。次に、顔特徴量抽出部２２は、顔
領域検出部２１で検出された顔領域に対し顔の特徴量を
抽出し、人物認識部２３へ送る。

【００７７】登録情報保持部２４には、あらかじめ各個
人の基準の特徴量が登録されていて、これら登録されて
いる各基準の特徴量の中から、カードリーダライタ１３
により読取られたＩＤ番号によって特定された基準の特
徴量が選択されて、人物認識部２３へ送られる。人物認
識部２３は、顔特徴量抽出部２２で得られた特徴量と登
録情報保持部２４からの基準の特徴量との類似度を計算
し、得られた類似度を所定の閾値と比較することによ
り、画像内に存在する認証対象者が登録されている本人
であるか否かを認証する。

【００７８】また、このときドア２の前に人物が近づい
て来ると、利用時身長計測装置１７ｂは、ドア２の前に
位置した人物の身長を計測する。機器制御装置１５は、
認証時身長計測装置１７ａで取得した身長情報と利用時
身長計測装置１７ｂで取得した身長情報と比較し、両身
長情報の差が所定の範囲以内であるときだけドア２の電
子錠を解除してドア２を開けられるように設定し、それ
以外の場合はドア２の電子錠を施錠状態のままに設定す
る。

【００７９】このように、認証時に認証対象者の第２の
生体情報として身長情報を認証時身長計測装置１７ａで
取得し、顔画像による本人認証後、制御対象機器利用前
に再度、第２の生体情報として身長情報を利用時身長計
測装置１７ｂで取得し、認証時と機器利用直前における
身長情報の差が所定の範囲以内であると判定された場合
にはじめて制御対象機器を利用可能な状態に設定するも
のである。

【００８０】以下、各部について詳細に説明する。

【００８１】なお、前述した第１の実施の形態と同様な
部分は説明を省略し、異なる部分についてだけ説明す
る。

【００８２】まず、認証時身長計測装置１７ａについて
説明する。認証時身長計測装置１７ａは、認証を行なう
ために近づいてくる認証対象者の身長を計測するもの
で、第２の実施の形態における身長計測装置１６と同様
に構成されている。

【００８３】なお、第３の実施の形態においては、第２
の生体情報として身長を用いる場合を例に挙げて説明を
行なうが、たとえば、認証対象者の体重を用いてもよ
く、その場合、図８に２点鎖線で示すように、カメラ１
１の前の床上に認証時重量センサ１８ａを設置する。さ
らに、体重に限らず、温度センサによって得られる認証
対象者の体温（体温の平均や人物領域中心の体温など）
などを用いても実現が可能である。

【００８４】次に、利用時身長計測装置１７ｂについて
説明する。利用時身長計測装置１７ｂは、実際に制御対
象機器を利用しようとしている人物の身長を計測するも
ので、認証時身長計測装置１７ａと同様に構成されてい
る。

【００８５】なお、第３の実施の形態においては、第２
の生体情報として身長を用いる場合を例に挙げて説明を
行なうが、たとえば、人物の体重を用いてもよく、その
場合、図８に２点鎖線で示すように、ドア２の前の床上
に利用時重量センサ１８ｂを設置する。さらに、体重に
限らず、温度センサによって得られる人物の体温（体温
の平均や人物領域中心の体温など）などを用いても実現
が可能である。

【００８６】また、ここで計測する第２の生体情報は、
認証時身長計測装置１７ａで計測した生体情報と同じ種
類の生体情報を計測するものであることとする。

【００８７】次に、機器制御装置１５について説明す
る。機器制御装置１５は、認証時に認証時身長計測装置
１７ａで計測された認証対象者の身長情報Ｔ１と、顔画
像により本人と認証された後の制御対象機器利用時に利
用時身長計測装置１７ｂで計測された制御対象機器を利
用しようとしている人物の身長情報Ｔ２とを比較し、両
身長情報の差の絶対値（｜Ｔ１−Ｔ２｜）があらかじめ
定められた所定の範囲Ｔｈ以内である場合に、はじめて
制御対象機器を利用可能な状態に設定する。本実施の形
態においては、ドア２の電子錠を解除することに相当す
る。図１０に機器制御装置１５の処理の流れを示す。

【００８８】なお、第３の実施の形態においては、身長
情報Ｔ１とＴ２との差の絶対値が所定の範囲Ｔｈ以内か
どうかで判定を行なったが、認証時の制御対象機器利用
直前時の値が近いかどうかを判定する手段であれば、他
の手段でも実現が可能である。

【００８９】このように、第３の実施の形態によれば、
他の生体情報併用による共連れ防止などが図れる。たと
えば、認証結果で所定の機器操作を許可された人物のみ
が機器操作をしているかどうかを、身長や体重といった
他の生体情報をもとに確認することができ、登録者以外
の人物が機器を操作しようとした場合に、それを通知す
ることや機器利用を制御することが可能になる。

【００９０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、利
用条件に応じて認証に用いる閾値を動的に変更でき、利
便性およびセキュリティ度の向上が図れる顔認証装置お
よび顔認証方法を提供できる。

【００９１】また、本発明によれば、認証対象者に身長
差があっても安定して認証を行なうことができ、本人認
証のセキュリティ度を向上し得る顔認証装置および顔認
証方法を提供できる。

【００９２】さらに、本発明によれば、登録者以外の人
物が制御対象機器を利用することや、いわゆる供連れを
防止することができる顔認証装置および顔認証方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る顔認証装置の構成を模
式的に示す構成図。

【図２】第１の実施の形態における処理装置の構成を示
すブロック図。

【図３】利用頻度テーブルの一例を示す図。

【図４】出力装置における出力画面例を示す図。

【図５】第２の実施の形態に係る顔認証装置の構成を模
式的に示す構成図。

【図６】第２の実施の形態における処理装置の構成を示
すブロック図。

【図７】第２の実施の形態におけるカメラ選択部の処理
の流れを説明するフローチャート。

【図８】第３の実施の形態に係る顔認証装置の構成を模
式的に示す構成図。

【図９】第３の実施の形態における処理装置の構成を示
すブロック図。

【図１０】第３の実施の形態における機器制御装置の処
理の流れを説明するフローチャート。

【符号の説明】

１…顔認証装置、２…ドア、１１，１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ…カメラ（撮像手段、画像入力手段）、１２…出力
装置、１３…カードリーダライタ（読取手段）、１４…
処理装置、１５…機器制御装置、１６…身長計測装置
（身長計測手段）、１７ａ…認証時身長計測装置（第１
の計測手段）、１７ｂ…利用時身長計測装置（第２の計
測手段）、１８ａ…認証時重量センサ（第１の計測手
段）、１８ｂ…利用時重量センサ（第２の計測手段）、
２１…顔領域検出部（顔領域検出手段）、２２…顔特徴
量抽出部（特徴量抽出手段）、２３…人物認識部（認識
手段）、２４…登録情報保持部（登録情報保持手段）、
２５…カメラ選択部（選択手段）。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 認証対象者の顔画像を入力する画像入力
   手段と、 この画像入力手段により入力された顔画像から前記認証
   対象者の顔の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 この特徴量抽出手段により抽出された特徴量とあらかじ
   め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
   算により得られる類似度を前記認証対象者の利用条件に
   応じて変更設定される閾値と比較することにより、前記
   認証対象者が本人であるか否かを認証する認識手段と、 を具備したことを特徴とする顔認証装置。
2. 【請求項２】 前記認識手段は、前記閾値を変更する利
   用条件を前記認証対象者の利用時間とし、登録された本
   人の利用頻度の高い時間帯では認証し易いように前記閾
   値を所定の標準値よりも低い第１の値に設定し、登録さ
   れた本人の利用頻度の低い時間帯では前記閾値を所定の
   標準値よりも高い第２の値に設定可能であることを特徴
   とする請求項１記載の顔認証装置。
3. 【請求項３】 前記認識手段は、前記閾値を変更する利
   用条件を前記認証対象者の利用場所とし、登録された本
   人の利用頻度の高い場所では認証し易いように前記閾値
   を所定の標準値よりも低い第１の値に設定し、登録され
   た本人の利用頻度の低い場所では前記閾値を所定の標準
   値よりも高い第２の値に設定可能であることを特徴とす
   る請求項１記載の顔認証装置。
4. 【請求項４】 認証対象者の顔画像を入力する画像入力
   手段と、 この画像入力手段により入力された顔画像から前記認証
   対象者の顔の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 前記認証対象者が所持していて、その認証対象者を特定
   する特定情報が記録されている記録媒体から前記特定情
   報を読取る読取手段と、 あらかじめ認証対象者を特定する特定情報と対応させて
   登録された基準の特徴量から、前記読取手段により読取
   られた特定情報と対応する基準の特徴量を検索し、この
   検索された特徴量と前記特徴量抽出手段により抽出され
   た特徴量との類似度を計算し、この計算により得られる
   類似度を前記記録媒体の種類に応じて変更設定される閾
   値と比較することにより、前記認証対象者が本人である
   か否かを認証する認識手段と、 を具備したことを特徴とする顔認証装置。
5. 【請求項５】 前記認識手段は、前記閾値を、前記認証
   対象者が所持する前記記録媒体があらかじめ定められた
   特定の記録媒体のときは認証し易いように所定の標準値
   よりも低い第１の値に設定し、前記認証対象者が所持す
   る前記記録媒体が前記特定の記録媒体以外の記録媒体の
   ときは所定の標準値よりも高い第２の値に設定可能であ
   ることを特徴とする請求項４記載の顔認証装置。
6. 【請求項６】 前記認識手段の結果に応じて、前記認証
   対象者が利用しようとしている制御対象機器の利用許
   可、不許可を制御する制御手段をさらに具備したことを
   特徴とする請求項１または請求項４記載の顔認証装置。
7. 【請求項７】 あらかじめ定められた複数の位置にそれ
   ぞれ設置され、認証対象者の顔画像を複数の異なる位置
   から撮像する複数の撮像手段と、 この複数の撮像手段の中から前記認証対象者の顔画像を
   入力するのに最適な撮像手段を選択する選択手段と、 この選択手段により選択された撮像手段から得られる顔
   画像から前記認証対象者の顔の特徴量を抽出する特徴量
   抽出手段と、 この特徴量抽出手段により抽出された特徴量とあらかじ
   め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
   算により得られる類似度に基づき前記認証対象者が本人
   であるか否かを認証する認識手段と、 を具備したことを特徴とする顔認証装置。
8. 【請求項８】 前記認証対象者が所持していて、認証時
   に用いる撮像手段を指定する撮像手段情報があらかじめ
   記録されている記録媒体から前記撮像手段情報を読取る
   読取手段をさらに具備し、前記選択手段は、前記読取手
   段により読取られた撮像手段情報に対応した撮像手段を
   選択することを特徴とする請求項７記載の顔認証装置。
9. 【請求項９】 前記選択手段は、前記認証対象者自信が
   最適な撮像手段を選択することを特徴とする請求項７記
   載の顔認証装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の撮像手段は、前記認証対象
    者の身長方向に所定間隔おいて一列に配設されていると
    ともに、前記認証対象者の身長を計測する身長計測手段
    をさらに具備し、前記選択手段は、前記身長計測手段に
    より計測された身長に対応した位置に設置された撮像手
    段を選択することを特徴とする請求項７記載の顔認証装
    置。
11. 【請求項１１】 前記選択手段は、前記複数の撮像手段
    から得られる複数の顔画像に対してそれぞれ顔検出処理
    を行ない、最も顔検出用辞書と類似度の高い顔検出領域
    を含む顔画像が得られる撮像手段を選択することを特徴
    とする請求項７記載の顔認証装置。
12. 【請求項１２】 前記認識手段の結果に応じて、前記認
    証対象者が利用しようとしている制御対象機器の利用許
    可、不許可を制御する制御手段をさらに具備したことを
    特徴とする請求項７記載の顔認証装置。
13. 【請求項１３】 認証対象者の顔画像を入力する画像入
    力手段と、 前記認証対象者の顔以外の生体情報を計測する第１の計
    測手段と、 前記画像入力手段により入力された顔画像から前記認証
    対象者の顔の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、 この特徴量抽出手段により抽出された特徴量とあらかじ
    め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
    算により得られる類似度に基づき前記認証対象者が本人
    であるか否かを認証する認識手段と、 制御対象機器を利用する人物の顔以外の生体情報を計測
    する第２の計測手段と、 前記認識手段の認証結果と、前記第１の計測手段で計測
    された生体情報と前記第２の計測手段で計測された生体
    情報との一致度に応じて前記制御対象機器の利用許可、
    不許可を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする顔認証装置。
14. 【請求項１４】 前記顔以外の生体情報は身長情報であ
    り、前記制御手段は、前記第１の計測手段で計測された
    身長情報と前記第２の計測手段で計測された身長情報と
    の差が所定範囲内のとき前記制御対象機器の利用を許可
    することを特徴とする請求項１３記載の顔認証装置。
15. 【請求項１５】 前記顔以外の生体情報は体重情報であ
    り、前記制御手段は、前記第１の計測手段で計測された
    体重情報と前記第２の計測手段で計測された体重情報と
    の差が所定範囲内のとき前記制御対象機器の利用を許可
    することを特徴とする請求項１３記載の顔認証装置。
16. 【請求項１６】 前記顔以外の生体情報は温度情報であ
    り、前記制御手段は、前記第１の計測手段で計測された
    温度情報と前記温度第２の計測手段で計測された温度情
    報との差が所定範囲内のとき前記制御対象機器の利用を
    許可することを特徴とする請求項１３記載の顔認証装
    置。
17. 【請求項１７】 認証対象者の顔画像を入力する第１の
    ステップと、 この第１のステップにより入力された顔画像から前記認
    証対象者の顔の特徴量を抽出する第２のステップと、 この第２のステップにより抽出された特徴量とあらかじ
    め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
    算により得られる類似度を前記認証対象者の利用条件に
    応じて変更設定される閾値と比較することにより、前記
    認証対象者が本人であるか否かを認証する第３のステッ
    プと、 を具備したことを特徴とする顔認証方法。
18. 【請求項１８】 あらかじめ定められた複数の位置にそ
    れぞれ設置され、認証対象者の顔画像を複数の異なる位
    置から撮像する複数の撮像手段を有し、これら複数の撮
    像手段によって撮像位置の異なる複数の顔画像を入力す
    る第１のステップと、 前記複数の撮像手段の中から前記認証対象者の顔画像を
    入力するのに最適な撮像手段を選択する第２のステップ
    と、 この第２のステップにより選択された撮像手段から得ら
    れる顔画像から前記認証対象者の顔の特徴量を抽出する
    第３のステップと、 この第３のステップにより抽出された特徴量とあらかじ
    め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
    算により得られる類似度に基づき前記認証対象者が本人
    であるか否かを認証する第４のステップと、 を具備したことを特徴とする顔認証方法。
19. 【請求項１９】 認証対象者の顔画像を入力する第１の
    ステップと、 前記認証対象者の顔以外の生体情報を計測する第２のス
    テップと、 前記第１のステップにより入力された顔画像から前記認
    証対象者の顔の特徴量を抽出する第３のステップと、 この第３のステップにより抽出された特徴量とあらかじ
    め登録された基準の特徴量との類似度を計算し、この計
    算により得られる類似度に基づき前記認証対象者が本人
    であるか否かを認証する第４のステップと、 制御対象機器を利用する人物の顔以外の生体情報を計測
    する第５のステップと、 前記第４のステップによる認証結果と、前記第２のステ
    ップで計測された生体情報と前記第５のステップで計測
    された生体情報との一致度に応じて前記制御対象機器の
    利用許可、不許可を制御する第６のステップと、 を具備したことを特徴とする顔認証方法。