JP2003242490A - 個人認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】認証対象者に対して適正な撮影位置を指示する
ことができ、且つ運用管理における手間を削減した個人
認証装置を提供する。 【解決手段】個人認証装置１は、カメラ２５で撮影した
認証対象者の撮影画像における顔画像の大きさから、撮
影時の認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを
判定する。この判定で、撮影位置が適正でなかったと判
定すると、ＬＤ２２を点灯させ、ＬＤ２１から出力され
た光をシリンドリカルレンズ２２で集光することで、床
面の適正な撮影位置にラインを描く。したがって、認証
対象者に適正な撮影位置を認識させ、速やかに移動させ
ることができる。また、適正な撮影位置を指示するため
のマークをペンキ等で床面に描くことなく、常に認証対
象者に適正な撮影位置を指示することができるので、運
用管理における手間を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、顔、虹彩等、認
証対象者の生体の一部または全部を撮影し、ここで撮影
した撮影画像を用いて認証対象者を認証する個人認証装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、部屋への入室者を制限する入室管
理システムに、部屋への入室を希望する者（以下、認証
対象者と言う。）の顔をカメラで撮影し、ここで撮影し
た顔画像を用いて、認証対象者が部屋への入室を許可さ
れている登録者であるかどうかを判定する個人認証装置
を適用したものがあった。

【０００３】従来の個人認証装置は、登録者毎に登録時
に撮影した顔画像から抽出した目、鼻、口等の生体の特
徴部分のデータ（以下、特徴量データと言う。）をデー
タベースに登録している。認証対象者が登録者であるか
どうかの判定は、以下のようにして行っていた。

【０００４】認証対象者の顔を撮影し、 撮影した認証対象者の顔画像から目、鼻、口等の特徴
部分を抽出し、 データベースに特徴量データが登録されている登録者
毎に、上記で抽出した特徴部分との類似度を算出し、 上記で算出された類似度の最大値が、予め定められ
ている閾値以上であれば登録者であると判定し、反対に
閾値未満であれば登録者でないと判定する。

【０００５】入室管理システムでは、上記個人認証装置
が認証対象者を登録者であると判定すると、認証対象者
が部屋へ入室するのを許可する。反対に、上記個人認証
装置が認証対象者を登録者でないと判定すると、認証対
象者が部屋へ入室するのを禁止する。

【０００６】また、上記では登録者毎に認証対象者の
特徴部分の類似度を算出するとしたが、各登録者に識別
番号を付与しておき、認証対象者に識別番号を入力さ
せ、入力された識別番号で識別される登録者についての
み特徴部分の類似度を算出する方式を採用している個人
認証装置もある。例えば、登録者に発行した該登録者の
識別番号を記録したＩＤカードを取り込んで、このＩＤ
カードに記録されている識別番号を読み取り、ここで読
み取った識別番号に対応する登録者の特徴量データと、
今回撮影した認証対象者の顔画像から抽出した特徴部分
と、の類似度を算出し、ここで算出した類似度から認証
対象者が登録者であるかどうかを判定している。

【０００７】ところで、一般的な個人認証装置において
は、装置本体のコストを抑えるために、焦点自動調整機
能（オートフォーカス機能）を備えていないカメラが利
用されている。このため、認証対象者の撮影位置（カメ
ラの焦点に対する認証対象者の位置）が適正でないと、
認証対象者の顔を鮮明に撮影することができず、登録者
であるかどうかの認証精度を低下させるという問題があ
る。具体的には、撮影位置が遠すぎた場合、撮影画像に
おける認証対象者の顔の領域が小さくなって解像度が低
下するため、撮影画像から得られる情報量が減少する。
また、認証対象者を照らす照明の不足によりダイナミッ
クレンジが減少し、撮影画像におけるノイズ成分が増加
する。さらに、適正な顔画像が撮影できないだけでな
く、撮影画像に占める背景領域の増加により、撮影画像
から認証対象者の顔画像を抽出する処理に要する時間が
長くなる。反対に、撮影位置が近すぎた場合、撮影画像
における画像のゆがみが大きくなり、顔の形状が変形し
たり、撮影時に認証対象者を照らす照明が強くなりすぎ
て顔の輝度分布が撮影画像に正しくあらわれない。

【０００８】このような理由から、ラインや足型等のマ
ークをペンキ等で床面に描いて、認証対象者に適正な撮
影位置を指示していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペンキ
等で床面に描いたマークは、磨耗したり、剥がれたりし
て徐々に見えにくくなっていく。該マークが磨耗した
り、剥がれたりして見えにくくなると、再度マークを床
面に描いていた。このように、個人認証装置（入室管理
システム）の運用管理において、床面に描いたマークが
見えにくくなっていないかどうかの管理も行わなければ
ならず、手間がかかるという問題があった。

【００１０】この発明の目的は、認証対象者に対して適
正な撮影位置を指示することができ、且つ運用管理にお
ける手間を削減した個人認証装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の個人認証装置
は、上記課題を解決するために以下の構成を備えてい
る。

【００１２】（１）認証対象者を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用い
て、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人
認証装置において、上記撮影手段が撮影した認証対象者
の撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位置が適正であ
ったかどうかを判断する撮影位置判断手段と、上記撮影
位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正でなかった
と判断したとき、認証対象者に適正な撮影位置を指示す
る撮影位置指示手段と、を備えている。

【００１３】この構成では、撮影位置判断手段が認証対
象者を撮影した撮影画像を用いて、認証対象者の撮影位
置が適正であったかどうかを判断する。撮影位置が適正
であったかどうかの判断は、撮影画像における認証対象
者の顔画像の大きさに基づいて行ってもよいし、撮影画
像における認証対象者と背景画像との面積比率に基づい
て行ってもよいし、その他の方法で行ってもよい。撮影
位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正でなかった
と判断したとき、撮影位置指示手段が適正な撮影位置を
認証対象者に対して指示する。この指示に従って、認証
対象者が適正な撮影位置に移動する撮影位置指示手段
が、認証対象者に適正な撮影位置を指示する方法として
は、床面に光を照射して、ラインや足型等、適当なマー
クを描く方法であってもよいし、該認証対象者に対して
もっと近づくように、または遠ざかるように等の指示を
音声や表示で行う方法であってもよい。

【００１４】この撮影位置指示手段を設けたことによ
り、従来のように適正な撮影位置を指示するためのマー
クを床面に描く必要がなく、運用管理における手間を削
減することができる。

【００１５】（２）認証対象者を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用い
て、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人
認証装置において、上記認証対象者の存在を検出する認
証対象者検出手段と、上記認証対象者検出手段が認証対
象者の存在を検出したとき、該認証対象者に適正な撮影
位置を指示する撮影位置指示手段と、を備えている。

【００１６】この構成では、認証対象者検出手段が認証
対象者を検出したときに、撮影位置指示手段が適正な撮
影位置を指示する。この撮影位置指示手段が認証対象者
に適正な撮影位置を指示する方法としては、上記（１）
で説明した方法を用いればよい。

【００１７】これにより、上記（１）と同様の効果を得
ることができる。また、撮影前に認証対象者に適正な撮
影位置を指示するので、適正な撮影位置にいない認証対
象者を撮影するのを防止でき、認証対象者の認証にかか
る時間の短縮が図れる。

【００１８】また、認証対象者に適正な撮影位置を指示
する方法としては、上記（１）と同様に床面に光を照射
して、ラインや足型等、適当なマークを描く方法であっ
てもよいし、またセンサで検出した認証対象者の位置に
基づいて、該認証対象者に対してもっと近づくように、
または遠ざかるように等の指示を音声や表示で行う方法
であってもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
る個人認証装置を適用した入室管理システムの構成を示
す図である。この入室管理システムは、室内への入室を
希望する者（以下、認証対象者と言う。）が、室内への
入室を許可されている登録者であるかどうかを判定する
個人認証装置１と、個人認証装置１における認証結果に
基づいてドア３の施錠／開錠を制御する入室制御装置２
と、を備えている。個人認証装置１と入室管理装置２と
は、データ通信ラインで接続されている。

【００２０】なお、個人認証装置１と、入室制御装置２
とは一体型の装置として構成することもできる。

【００２１】図２はこの実施形態の個人認証装置の構成
を示すブロック図であり、図３はこの実施形態の個人認
証装置の設置例を示す図である。個人認証装置１は、本
体の動作を制御する制御部１１と、入力操作を行うキー
が配置された操作部１２と、認証対象者を撮影する撮影
部１３と、認証対象者に対するメッセージ等を表示する
表示部１４と、登録者毎に撮影した顔画像から抽出した
目、鼻、口等、生体の特徴部分を示す特徴量データを記
憶した登録者データベース１５と、認証対象者に対して
適正な撮影位置を指示するマークを床面に描くマーク部
１６とを備えている。撮影部１３には、認証対象者を撮
影する焦点自動調整機能（オートフォーカス機能）を備
えていないカメラ２５と、撮影時に認証対象者を照らす
照明２６と、が設けられている。照明２６は、近赤外光
を照射する光源を用いるのが好ましい。その理由は、撮
影時に認証対象者に特定の周波数成分の光を当てること
により、自然光に含まれているその他の周波数成分の光
による影響を抑えた撮影画像を得ることができるからで
ある。

【００２２】また、マーク部１６には、光源として機能
するＬＤ２１と、ＬＤ２１から照射された光を床面の適
正な撮影位置に集光するシリンドリカルレンズ２２とが
設けられている。床面においては、シリンドリカルレン
ズ２２により集光された光によりラインが描かれる。シ
リンドリカルレンズ２２は、本体の底面付近に設けられ
ている。ＬＤ２２を点灯させたとき、図３に示すように
床面の適正な撮影位置にラインが描かれる。個人認証装
置１は、部屋の入退室に使用するドア３の近傍の壁面に
取り付けられる。

【００２３】以下、この実施形態の個人認証装置の動作
について説明する。図４は、この実施形態の個人認証装
置の動作を示すフローチャートである。部屋への入室を
希望する認証対象者が、個人認証装置本体表面に設けら
れている照合キーを押下する。このとき、認証対象者は
カメラ２５に対して自分自身が適正であると思う位置に
立っている。

【００２４】個人認証装置１は、操作部１２に設けられ
ている照合キーが押下されると（ｓ１）、照明２６をオ
ンさせて認証対象者を照らし（ｓ２）、カメラ２５で認
証対象者を撮影する（ｓ３）。個人認証装置１は、ｓ３
で撮影した撮影画像から認証対象者の顔画像を検出し、
切り出す（ｓ４）。

【００２５】ｓ４にかかる処理は、図５（Ａ）に示すよ
うな人間の顔型のマスクを用いて、図５（Ｂ）に示すよ
うに該マスクを拡大、縮小しながら、ｓ３で撮影した撮
影画像を走査し、該マスクが適合する箇所（図６（Ａ）
において破線で囲んだ箇所）を認証対象者の顔画像とし
て検出し、ここで検出した顔画像を切り出す処理であ
る。

【００２６】次に、個人認証装置１は、ｓ４で切り出し
た認証対象者の顔画像の大きさを算出する（ｓ５）。ｓ
５では、ｓ４で撮影画像から認証対象者の顔画像を検出
したときに適合した上記マスクの下端（顎）から上端
（頭頂部）までの画素数を、顔画像の大きさとして算出
する（図６（Ｂ）参照）。

【００２７】個人認証装置１には顔画像の大きさの下限
値（画素数）と上限値（画素数）とが予め設定されてい
る。個人認証装置１は、ｓ５で算出した顔画像の大きさ
が予め設定されている下限値と上限値との範囲内であ
る、適正な大きさであるかどうかを判定する（ｓ６）。
ｓ６では、下限値＜ｓ５で算出した顔画像の大きさ＜上
限値を満足する場合適正な大きさであると判断し、その
他の場合に適正な大きさでないと判定する。個人認証装
置１は、ｓ５で算出した顔画像の大きさが下限値以下で
あった場合、認証対象者の撮影位置が適正な撮影位置よ
りも遠いと判断し、反対にｓ５で算出した顔画像の大き
さが上限値以上であった場合、認証対象者の撮影位置が
適正な撮影位置よりも近いと判断する。

【００２８】個人認証装置１は、ｓ６で認証対象者の顔
画像の大きさが適正な大きさであると判定すると、後述
する認証処理を行い（ｓ１１）、本処理を終了する。反
対に、ｓ６で認証対象者の顔画像の大きさが適正な大き
さでないと判定すると、表示部１４に撮影位置が適正で
なかったことを示すメッセージを表示する（ｓ７）。ｓ
７では、認証対象者が適正な撮影位置よりも近かった場
合、「カメラに近づきすぎです。足元の線まで離れて下
さい。」というメッセージを表示部１４に表示し（図７
（Ａ）参照）、反対に、認証対象者が適正な撮影位置よ
りも遠かった場合、「カメラから離れすぎです。足元の
線まで近づいて下さい。」というメッセージを表示部１
４に表示する（図７（Ｂ）参照）。

【００２９】個人認証装置１は、ｓ７で上記メッセージ
を表示すると、ＬＤ２１を点灯させる（ｓ８）。ＬＤ２
１から発せられた光が、シリンドリカルレンズ２２で集
光され、適正な撮影位置を示すラインが床面に描かれ
る。この床面に描かれたラインにより、適正な撮影位置
が認証対象者に指示される。

【００３０】このように、個人認証装置１は認証対象の
撮影位置が適正でなかったと判断した場合、認証対象者
に対して撮影位置が適正でなかったことを知らせるだけ
でなく、撮影位置がカメラ２５に対して近すぎたのか、
遠すぎたのかも知らせるようにしたので、認証対象者を
戸惑わせることなく、適正な撮影位置に速やかに移動さ
せることができる。また、認証対象者は床面に描かれた
ラインにより適正な撮影位置を認識することができるの
で、確実に適正な撮影位置に移動することができる。さ
らに、撮影位置が不適切であった場合にＬＤ２１を点灯
させて床面にラインを描くようにしたので、床面に描い
たラインに認証対象者の注意を引きつけることができ、
認証対象者が該ラインを見落とすこともない。

【００３１】適正な撮影位置に移動した認証対象者は、
再度照合ボタンを押下する。個人認証装置１は、再度照
合ボタンが押下されると（ｓ９）、ＬＤ２１を消灯し
（ｓ１０）、ｓ２に戻って上記処理を繰り返す。

【００３２】この２度目の撮影においては、認証対象者
に対して適正な撮影位置を指示しているので、略確実に
ｓ６で適正な大きさであると判定され、ｓ１１の認証処
理が行われる。

【００３３】次に、ｓ１１の認証処理について説明す
る。図８は認証処理を示すフローチャートである。個人
認証装置１は、ｓ４で切り出した顔画像から目、鼻、口
等、顔の特徴部分を抽出し（ｓ２１）、ｓ２１で抽出し
た特徴部分の特徴量を算出する（ｓ２２）。ｓ２１で
は、予め設定されている特徴部分を抽出する。また、ｓ
２１で抽出される特徴部分については、登録者毎に特徴
量がデータベース１５に登録されている。

【００３４】個人認証装置１は、ｓ２２で算出した特徴
部分の特徴量と、データベース１５に登録されている各
登録者の特徴量データと、の類似度を算出する（ｓ２
３）。個人認証装置１は、ｓ２３で算出した類似度の最
大値が予め定められている閾値を超えていれば、認証対
象者を登録者であると判定し、表示部１４に「ＯＫ」を
表示するとともに（ｓ２４、ｓ２５）、入室制御装置２
に対してドア３の開錠を指示する（ｓ２６）。反対に、
ｓ２３で算出した類似度の最大値が予め定められている
閾値を超えていなければ、認証対象者を登録者でないと
判定し、表示部１４に「ＮＧ」を表示する（ｓ２４、ｓ
２７）。この場合、個人認証装置１は入室制御装置２に
対してドア３の開錠指示を行わない。

【００３５】上記のように、この実施形態の個人認証装
置１は認証対象者を撮影した撮影画像を用いて、認証対
象者の撮影位置が適正であったかどうかを判断し、適正
でないとき認証対象者に適正な撮影位置を指示するよう
にしたので、認証対象者の撮影画像の大きさがばらつい
たり、焦点がぼやけるなどせず、適切な解像度、明るさ
で歪みのない撮影画像を得ることができ、この撮影画像
を用いて認証対象者が登録者であるかどうかを判定する
ので、精度の高い認証が行える。また、撮影画像から認
証対象者の顔画像の検出にかかる時間の短縮も図れ、処
理の高速化を実現できる。さらに、ＬＤ２１とシリンド
リカルレンズ２２を用いて床面の適正な撮影位置にライ
ンを描くようにしたので、従来必要であったペンキ等で
床面に描いていたマークを管理する必要がなくなり、運
用管理における手間が削減される。

【００３６】次に、この発明の別の実施形態について説
明する。この実施形態の個人認証装置は、図２に示す構
成に加えて、赤外線センサを利用して認証対象者の存在
を検知する人体検知部１７を備えている点で上記実施形
態の装置と相違している（図９参照）。

【００３７】図１０は、この実施形態の個人認証装置の
動作を示すフローチャートである。この実施形態の個人
認証装置１は、人体検知部１７でカメラ２５の前に認証
対象者がいるかどうかを検知している（ｓ３１）。認証
対象者がカメラ２５の前にいることを検知すると、表示
部１４に適正な撮影位置への移動を促すメッセージを表
示するとともに（ｓ３２）、ＬＤ２１を点灯させて床面
の適正な撮影位置にラインを描き（ｓ３３）、照合ボタ
ンが押下されるのを待つ（ｓ３４）。

【００３８】認証対象者は、ｓ３２で表示部１４に表示
されたメッセージ、およびｓ３３で床面の適正な撮影位
置に描かれたラインを確認して、適正な撮影位置に移動
し、照合ボタンを押下する。

【００３９】個人認証装置１は、照合ボタンが押下され
ると、ＬＤ２１を消灯し（ｓ３５）、その後図４に示し
たｓ２以降の処理を実行する。

【００４０】このように、この実施形態の個人認証装置
１は、カメラ２５の前に認証対象者がいることを検知す
ると、表示部１４にメッセージを表示するとともに、床
面の適正な撮影位置にラインを描いて、撮影前に認証対
象者を適正な撮影位置へ移動させるようにしたので、上
記実施形態の装置と同様の効果を奏する。また、認証対
象者が個人認証装置１に近づいたときに、ＬＤ２１を点
灯させる構成としたので、認証対象者の注意を引き付け
ることができる。さらに、適正な撮影位置にいない認証
対象者を撮影するという、無駄な撮影を略確実に防止で
き、認証処理に要する時間の短縮が図れる。

【００４１】なお、上記実施形態では、床面にラインを
描いて、認証対象者に適正な撮影位置を認識させるとし
たが、床面に描くマークについては足型や、×印等他の
形状のマークであってもよい。

【００４２】また、個人認証装置１にカメラ２５の前に
いる認証対象の位置を検出するセンサを設け、該認証対
象者に対して「もっとカメラに近づいてください」、
「もっとカメラから離れてください」等の音声で、認証
対象者を適正な撮影位置へ案内するようにしてもよい。

【００４３】また、上記実施形態では、顔画像を撮影し
た認証対象者との類似度を登録者データベース１５に登
録されている登録者全員について算出するとしたが、登
録者毎に識別番号を付与しておき、入力された識別番号
で識別される登録者とのみ類似度を算出して、登録者で
あるかどうかを判定するようにしてもよい。

【００４４】さらに、上記実施形態では個人認証装置１
が登録者データベース１５を有する構成としたが、登録
者データベース１５をセンタに設け、個人認証装置１が
適正な撮影位置で撮影した認証対象者の顔画像をセンタ
に送信し、センタで認証対象者が登録者であるかどうか
を判定し、その判定結果を個人認証装置１に通知するよ
うに構成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、適正
な撮影位置を指示するためのマークをペンキ等で床面に
描くことなく、常に認証対象者に適正な撮影位置を指示
することができるので、運用管理における手間を削減す
ることができる。また、適正な撮影位置で撮影した認証
対象者の撮影画像を用いて認証処理を行うので、認証精
度を低下させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態である個人認証装置を適用
した入室管理システムの構成を示す図である。

【図２】この発明の実施形態である個人認証装置の構成
を示す図である。

【図３】この発明の実施形態である個人認証装置の設置
例を示す図である。

【図４】この発明の実施形態である個人認証装置の動作
を示すフローチャートである。

【図５】この実施形態の個人認証装置における撮影画像
から顔画像を切り出す処理を説明する図である。

【図６】この実施形態の個人認証装置における撮影画像
から切り出した顔画像の大きさを算出する処理を説明す
る図である。

【図７】適正な撮影位置でなかった認証対象者に対する
メッセージの表示画面例を示す図である。

【図８】この実施形態の個人認証装置における認証処理
を示すフローチャートである。

【図９】この発明の別の実施形態である個人認証装置の
構成を示す図である。

【図１０】この発明の別の実施形態である個人認証装置
の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１−個人認証装置 ２−入室制御装置 ３−ドア １１−制御部 １２−操作部 １３−撮影部 １４−表示部 １５−登録者データベース １６−マーク部 １７−人検知部 ２１−ＬＤ ２２−シリンドリカルレンズ ２５−カメラ ２６−照明

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B047 AA23 BB04 BC16 CA23 CB22 5B057 AA19 DA08 DA11 DB02 DC03 DC16 DC36 5C054 CD03 FC12 FC14 FE28 FF07 GB12 HA18 5L096 BA02 CA02 EA03 EA35 FA64 GA51 HA09 JA03 JA11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 認証対象者を撮影する撮影手段と、 上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用い
   て、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人
   認証装置において、 上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用い
   て、認証対象者の撮影位置が適正であったかどうかを判
   断する撮影位置判断手段と、 上記撮影位置判断手段が認証対象者の撮影位置が適正で
   なかったと判断したとき、認証対象者に適正な撮影位置
   を指示する撮影位置指示手段と、を備えた個人認証装
   置。
2. 【請求項２】 認証対象者を撮影する撮影手段と、 上記撮影手段が撮影した認証対象者の撮影画像を用い
   て、該認証対象者を認証する認証手段と、を備えた個人
   認証装置において、 上記認証対象者の存在を検出する認証対象者検出手段
   と、 上記認証対象者検出手段が認証対象者の存在を検出した
   とき、該認証対象者に適正な撮影位置を指示する撮影位
   置指示手段と、を備えた個人認証装置。
3. 【請求項３】 上記撮影位置判断手段は、前記撮影手段
   が撮影した認証対象者の顔画像の大きさから、撮影位置
   が適正であったかどうかを判断する手段である請求項１
   に記載の個人認証装置。
4. 【請求項４】 上記撮影位置指示手段は、適正な撮影位
   置に光を照射し、適当なマークを描く手段である請求項
   １〜３のいずれかに記載の個人認証装置。
5. 【請求項５】 上記認証対象者に対して、上記撮影位置
   指示手段が指示している適正な撮影位置への移動を促す
   メッセージを音声または表示により出力するメッセージ
   出力手段を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の個人
   認証装置。