JP2004362283A - 人物認証装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することで、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにする。
【解決手段】顔画像認証装置１は、予め複数の人物の顔画像が顔画像登録ファイル内に登録されている状態において、カメラ装置２によって複数の入場希望者の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の入場希望者を正規な集団として認証してドア開閉装置３を制御して、その集団の入場を許可する。
【選択図】 図１
【解決手段】顔画像認証装置１は、予め複数の人物の顔画像が顔画像登録ファイル内に登録されている状態において、カメラ装置２によって複数の入場希望者の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の入場希望者を正規な集団として認証してドア開閉装置３を制御して、その集団の入場を許可する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人物を撮影した人物画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の人物認証装置としては、施設への入場時において正規な入場者か否かを撮影画像を解析することによって確認するようにしており、従来では、例えば、人物（被確認者）の顔画像および本人情報をデータベースに格納しておくと共に、この人物が所持している記録媒体内にも顔画像および本人情報を格納しておき、これらの情報を比較して、両者が一致した場合には、データベース内の顔画像とカメラ撮影された顔画像とを表示出力し、この表示内容に基づいて入室を許可するようにした本人確認装置および入退室管理システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−３１９８７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した本人確認装置および入退室管理システムにおいては、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する他に、顔画像以外の本人情報をも参照して正規な人物か否かを認証するようにしている為に、顔画像だけの認証よりも安全性は高くなるが、顔画像および本人情報をデータベースに登録したり、被確認者所持の記録媒体に登録する必要があり、その登録操作の煩雑化を招く等、運用上の問題が残る。
ところで、秘密性の高い研究室等への入室時には、高度なセキュリティ対策が要望されているが、例えば、顔画像認証の他に、指紋認証や虹彩認証等をも合わせて行うことは、コスト高を招く他に、入室者に対して大きな負担を強要することにもなる。
【０００５】
第１の発明の課題は、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することで、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
第２の発明の課題は、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することで、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
第３の発明の課題は、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することで、人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明（第１の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め複数の人物の顔画像を登録する登録手段と、人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する比較手段と、この比較手段によって複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項１記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項９記載の発明）。
【０００７】
したがって、請求項１、９記載の発明は、予め複数の人物の顔画像が登録されている状態において、複数の人物の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【０００８】
この場合、複数の人物の顔画像を登録すると共に、その人数を登録し、複数の人物が集団で入場する際に、各人物を撮影した顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とが全て一致する他に、その人数が一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにすれば（請求項２記載の発明）、その集団を構成する人数の過不足に応じてその集団を非正規な集団とすることができる。したがって、例えば、研究室等への入室時において、本来、３人で入室すべきところ２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明（第２の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する登録手段と、人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する比較手段と、この比較手段によって複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項３記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１０記載の発明）。
【００１０】
したがって、請求項３、１０記載の発明は、予め同一人物の表情変化が複数の顔画像として登録されている状態において、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とを比較した結果、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００１１】
この場合、同一人物の表情変化を示す複数の顔画像を順位付けて登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その表情変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項４記載の発明）、全く同じ表情変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。また、同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録すると共に、この顔画像の変化タイミングを登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その変化タイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項５記載の発明）、全く同じ表情変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００１２】
請求項６記載の発明（第３の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する登録手段と、人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する比較手段と、この比較手段によって人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項６記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１１記載の発明）。
【００１３】
したがって、請求項６、１１記載の発明は、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報が登録されている状態において、人物を撮影した人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００１４】
この場合、人物の身振り変化を示す情報を順位付けて登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項７記載の発明）、全く同じ身振り変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、人物の身振り変化を示す情報と共に、各身振り変化の情報に対応付けてその変化タイミングを登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化のタイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項８記載の発明）、全く同じ身振り変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図１〜図４を参照してこの発明の第１実施形態を説明する。
図１は、この実施形態における人物認証システムの全体構成を示したブロック図である。
この人物認証システムは、研究室等への入室時において、入場希望者の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証するようにした入室管理システムであり、このシステムの中核を成す顔画像認証装置１には、各部屋毎に設置されているカメラ装置２およびドア開閉装置３が構内専用回線（有線網／無線網）４を介して接続されているシステム環境となっている。
【００１６】
この顔画像認証装置１は、入室時において、複数の人物（入場希望者）の顔を撮影した顔画像をカメラ装置２から取得し、この複数の人物の顔画像と予め登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証して部屋のドアを開放させるようにしたものである。言換えれば、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認し、正規な集団であることを条件にドア開閉装置３を制御してその集団の入室を許可するようにしたものである。
【００１７】
カメラ装置２は、各部屋の入口に設置され、ＣＣＤイメージセンサ等を撮像素子として使用したデジタルビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラであり、入場希望者の顔を中心として、その正面方向から撮影するもので、この撮影画像は（カラー画像）は、顔画像認証装置１へ逐次送信される。この場合、顔画像認証装置１とカメラ装置２との間においては、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルを利用したＨＴＴＰプロトコル等によってデジタル化（パケット化）された顔画像の送受信を行うようにしている。なお、デジタルスチルカメラの場合には、入口付近に居る人物の存在を監視する為に一定のタイミング毎に常時モニタ撮影して顔画像認証装置１へ送信すればよい。
【００１８】
ドア開閉装置３は、顔画像認証装置１から送信されて来るオープン信号／クローズ信号に応答してドアの開放／閉鎖を自動制御するもので、顔画像認証装置１は、複数の入場希望者の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であることを認証した際に、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信してドアを開放させるが、その際、顔画像認証装置１は、カメラ装置２から取得した撮影画像を解析しながらその全員が入室したか否かを監視し、全員の入室を確認した際には、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させるようにしている。
【００１９】
図２は、顔画像認証装置１側に設けられている顔画像登録ファイル１１の内容を示した図である。
この顔画像登録ファイル１１は、部屋毎に、予め登録された各人の顔画像等を記憶管理するもので、セキュリティ対象である部屋毎に、「部屋名称」、「登録顔画像」、「登録人数」の各データを記憶する構成となっている。ここで、「登録顔画像」は、集団を条件として部屋への入室を許可する際に、正規な集団か否かを確認する為に予め登録されたもので、その集団を構成する各人の顔を撮影した顔画像である。また、部屋に対応付けられている「登録人数」は、その集団を構成する人数であり、顔画像認証装置１は、入室時において、複数の入場希望者を撮影した各人の顔画像と、その部屋に対応して顔画像登録ファイル１１内の「登録顔画像」とが全て一致し、かつ、その人数が「登録人数」と一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにしている。
【００２０】
図３は、顔画像認証装置１の基本的構成要素を示したブロック図である。
ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０２内のオペレーティングシステムや各種アプリケーションソフトにしたがってこの顔画像認証装置１の全体動作を制御する中央演算処理装置である。記憶装置１０２は、プログラム記憶領域とデータ記憶領域とを有し、磁気的、光学的、半導体メモリ等やその駆動系によって構成されている。この記録装置１０２はハードディスク等の固定的なメモリの他、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱自在な記憶媒体を装着可能な構成であってもよい。この記憶装置１０２内のプログラムやデータは、必要に応じてＲＡＭ（例えば、スタティックＲＡＭ）１０３にロードされたり、ＲＡＭ１０３内のデータが記憶装置１０２にセーブされる。なお、ＲＡＭ１０３は、プログラム実行領域と作業領域とを有している。
一方、ＣＰＵ１０１にはその入出力周辺デバイスである通信装置１０４、入力装置１０５、表示装置１０６がバスラインを介して接続されており、入出力プログラムにしたがってＣＰＵ１０１はそれらの動作を制御する。
【００２１】
次に、この第１実施形態における人物認証システム（入室管理システム）の動作概念を図４に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、これらのフローチャートに記述されている各機能は、読み取り可能なプログラムコードの形態で格納されており、このプログラムコードにしたがった動作を逐次実行する。また、伝送媒体を介して伝送されてきた上述のプログラムコードにしたがった動作を逐次実行することもできる。このことは後述する他の実施形態においても同様であり、記録媒体の他、伝送媒体を介して外部供給されたプログラム／データを利用してこの実施形態特有の動作を実行することもできる。
【００２２】
図４は、顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、施設内の各部屋毎に設置されているカメラ装置２を順次アクセスしながら各カメラ装置２から撮影画像を一定タイミング毎（例えば、１秒毎）に取得して画像解析を行いながら撮影画像内に人物が存在しているか否か（部屋の入口付近に入場希望者が居るか否か）を常時監視している（ステップＡ１）。この結果、人物が写っている場合には、その人物を入場希望者として特定し、その顔を正面から拡大撮影すべきことを当該カメラ装置２に対して指示する（ステップＡ２）。これによってカメラ装置２から送信されて来た入場希望者の顔画像を受信取得すると、それを一時記録保持した後に（ステップＡ３）、顔画像登録ファイル１１をアクセスして、当該部屋対応の「登録人数」を読み出し（ステップＡ４）、この人数分の顔画像をカメラ装置２から全て取得済みか否かをチェックする（ステップＡ５）。
【００２３】
ここで、入場希望者の人数が登録人数未満であれば、上述のステップＡ１で人物の存在を最初に確認してから一定時間（例えば、５秒間）が経過したか否かをチェックし（ステップＡ６）、一定時間の経過前であれば、ステップＡ１に戻り、以下、上述の動作を繰り返すが、一定時間が経過しても、入場希望者の人数が登録数未満であれば（ステップＡ６でＮＯ）、その集団あるいは個人の入場を拒否する為に、ドアを開放せず、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。例えば、部屋の登録人数が「３人」であれば、２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否する。
【００２４】
また、入場希望者の人数が登録人数に一致し、登録人数分の顔画像を取得し終わった場合には（ステップＡ５でＹＥＳ）、顔画像登録ファイル１１をアクセスし、この部屋に対応付けられている「登録顔画像」を全て読み出して各入場希望者の顔画像と比較する（ステップＡ８）。その際、画像の顔の向き、大きさにを補正した後、顔の輪郭、目、口、鼻、額等の形、位置、大きさ、髪型、メガネの有無と種類等を個別に比較する他、それらを総合比較することによって画像比較を行う（以下、同様）。このように入場希望者の各顔画像と各登録顔画像との特徴比較を行った結果、１人でも特徴的に不一致の人物が存在する場合、つまり、その集団の中に非登録の人物が含まれている場合には（ステップＡ９でＮＯ）、その集団の入室を拒否する為にドアを開放せず、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後に（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。
【００２５】
一方、入場希望者の各顔画像と各登録顔画像とが特徴的に全て一致する場合には（ステップＡ９でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させる（ステップＡ１０）。この場合、顔画像認証装置１は、当該カメラ装置２から入場状態の撮影画像を取得し（ステップＡ１１）、この撮影画像を解析することによってその全員が入室したか否かを監視し（ステップＡ１２）、その結果、入室途中であれば、ドアを開放してから一定時間（例えば、１０秒間）経過したかをチェックし（ステップＡ１３）、一定時間が経過するまでステップＡ１０に戻り、ドアを開放し続けるが、一定時間内に全員の入室を確認した際には、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させる（ステップＡ１４）。その後、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。
【００２６】
以上のように、この第１実施形態において顔画像認証装置１は、に予め複数の人物の顔画像が顔画像登録ファイル１１内に登録されている状態において、複数の入場希望者の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の入場希望者を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００２７】
この場合、顔画像登録ファイル１１内には、複数の人物の顔画像と共に、人数が登録されており、顔画像認証装置１は、複数の入場希望者が集団で入場する際に、各人物を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とが全て一致する他に、その人数が一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにしたから、その集団を構成する人数の過不足に応じてその集団を非正規な集団とすることができる。したがって、例えば、入室時において、本来、３人で入室すべきところ２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否することができる。
【００２８】
なお、上述した第１実施形態においては、顔画像登録ファイル１１内に１部屋に１つの集団を登録した場合を例示したが、１部屋に複数の集団を登録するようにしてもよい。例えば、研究室の構成員を班単位で分けた場合には、班毎に正規な集団として認証したり、上司と部下との組み合わせ、つまり、上司が同伴していれば、部下が誰であるかを問わずに正規な集団として認証したり、更には、２人ずつの組み合わせであれば、正規な集団として認証する等、その集団は１つに限らず、複数であってもよい。
【００２９】
また、例えば、日単位あるいは週単位毎のように定期的に「登録顔画像」を書き換えるようにすれば、登録顔画像は、常に最新の情報となり、画像比較時の認識率を大幅に向上させることが可能となる。
更に、上述した第１実施形態においては、人物毎に１種類の顔画像を登録するようにしたが、画像比較時の認識率を向上させる為に、撮影方向等が異なる複数の顔画像を人物毎に登録するようにしてもよい。
【００３０】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め複数の人物の顔画像を登録する機能と、人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する機能と、取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する機能と、複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
以下、この発明の第２実施形態について図５および図６を参照して説明する。なお、上述した第１実施形態においては、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、この複数の入場希望者を正規な集団として認証するようにしたが、この第２実施形態においては、同一人物の表情変化が予め登録されている登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたものである。また、この第２実施形態においては、会社への入場時において、各社員を撮影した撮影画像（動画）からその社員の顔画像を抽出し、この抽出画像に基づいて正規な社員か否かをチェックし、正規な社員であれば、ドアを開放してその入場を許可するようにしたものである。この場合、入口において入場者は、予め登録した登録内容通りの表情変化を意識的に行うことによって入場の許可を得るようにしている。
ここで、両実施形態において基本的に同一のものは、同一符号を付して示し、その説明を省略する他、以下、第２実施形態の特徴部分を中心に説明するものとする。
【００３２】
図５は、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１２の内容を示した図である。
この社員別登録データ１２は、社員毎に、その表情変化を示す複数の顔画像データを順位付けて記憶管理すると共に、この顔画像の変化タイミングを示す画像データ間以降時間データ（次の表情変化のタイミング時間）を記憶管理する構成となっている。なお、図示の例では、ある社員Ａの登録内容を例示したもので、このような社員別登録データ１２は、社員毎に予め用意されている。ここで、複数の顔画像は、同一人物の一連の表情変化を示すもので、例えば、１番目の顔画像データ▲１▼は、「笑い顔」、２番目の顔画像データ▲２▼は、「泣き顔」、３番目の顔画像データ▲３▼は、「怒り顔」‥‥となっている。
【００３３】
また、顔画像の変化タイミングを示す時間データは、前後の顔画像データ間に登録された表情変化のタイミング、つまり、次の表情変化のタイミング時間を示すもので、例えば、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼が「１秒」であれば、顔の表情が１秒後に「笑い顔」から「泣き顔」に変わるべきことを示し、また、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼が「０．５秒」であれば、顔の表情が０．５秒後に「泣き顔」から「怒り顔」に変わるべきことを示している。なお、入場者の表情変化が社員別登録データ１２内に登録されている登録内容通りの表情変化であるか否かを確認する際に、この社員別登録データ１２内の複数の顔画像は、変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって顔画像データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定される。
【００３４】
図６は、この第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、入口に設置されているカメラ装置（デジタルビデオカメラ）２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、撮影画像内に人物が存在しているか否か（入場者が居るか否か）を常時監視している（ステップＢ１）。この画像解析の結果、人物が写っている場合には、動画サンプリングを開始する（ステップＢ２）。ここで、動画サンプリングとは、カメラ装置２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、その時における入場者の顔部分の画像を撮影画像内から抽出する為の処理である（以下、同様）。これによって抽出した顔画像をサンプリングデータとしてＲＡＭ１０３内の作業領域に一時記録保持した後に（ステップＢ３）、全社員分の社員別登録データ１２をアクセスし、サンプリング抽出した顔画像（静止画）と全社員分の登録顔画像（１番目の顔画像データ▲１▼）とを逐次比較する（ステップＢ４）。
【００３５】
この結果、各社員毎に登録されている何れかの登録顔画像と特徴的に一致する場合（ステップＢ５でＹＥＳ）、つまり、何れかの社員の１番目の顔画像（例えば、笑い顔）と一致する場合には、その登録顔画像から社員を特定するが（ステップＢ６）、何れの社員の顔画像にも不一致の場合には（ステップＢ５でＮＯ）、その人物を部外者であると認識し、ドアを開放せずにその入場を拒否する。この場合、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３で記録保持しておいたサンプリングデータ（顔画像）を不要な情報として消去した後（ステップＢ７）、最初のステップＢ１に戻る。
【００３６】
一方、入場者（社員）を特定することができた場合には、当該社員対応の社員別登録データ１２をアクセスし、一致した登録顔画像に対応付けられている次の表情変化のタイミング時間を取得して、このタイミング時間を減算タイマーにセットする（ステップＢ８）。この場合、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼を取得し、この時間データが「１秒」であれば、この「１秒」が減算タイマーにセットされる。その後、この減算タイマーの計時動作をスタートさせた後に（ステップＢ９）、この表情変化のタイミング時間が経過するまで、つまり、タイムアップとなるまで待機状態となる（ステップＢ１０）。
【００３７】
ここで、タイムアップが検出されると、その時の入場者の顔画像を動画サンプリングによって抽出して一時記録保持した後に（ステップＢ１１）、この特定社員対応の社員別登録データ１２をアクセスして、その次に登録されている登録顔画像、２番目の顔画像「泣き顔」を読み出し、この登録顔画像と今回のサンプリング画像（顔止画）とを比較し、両画像が特徴的に一致するか否かを調べる（ステップＢ１２）。ここで、不一致が検出された場合には、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３、Ｂ１１で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去する（ステップＢ７）。
【００３８】
一方、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼「１秒」が経過し、１秒後に顔の表情が「笑い顔」から「泣き顔」に変わつた場合には、ステップＢ１２で両画像の一致が検出される。すると、ステップＢ１３に移り、社員別登録データ１２内に登録されている全ての顔画像を読み出してサンプリング画像と比較する処理が終了したかをチェックする。いま、２番目の顔画像を読み出して比較した場合であるから、ステップＢ８に戻り、当該特定社員対応の社員別登録データ１２から次の表情変化のタイミング時間を取得し、このタイミング時間を減算タイマーにセットした後、タイマー動作をスタートさせる（ステップＢ９）。
【００３９】
この場合、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼が「０．５秒」であれば、この「０．５秒」がタイマーセットされる。そして、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼「０．５秒」が経過し、０．５秒後に顔の表情が「泣き顔」から「怒り顔」に変わつた場合には、ステップＢ１２で両画像の一致が検出される。以下、全ての登録顔画像とサンプリング画像との比較が終了するまで上述の動作を繰り返す（ステップＢ８〜Ｂ１３）。
このように入口において入場者が意識的に行った一連の表情変化が予め登録しておいた登録内容通りの表情変化であることを認識した場合には（ステップＢ１３でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させると共に（ステップＢ１４）、ドアを開放してから一定時間経過したかをチェックし（ステップＢ１５）、一定時間が経過するまでドアを開放し続ける。そして、一定時間が経過すると、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させると共に（ステップＢ１６）、サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３、Ｂ１１で記録保持しておいたサンプリング画像を不要な情報として消去する。
【００４０】
以上のように、この第２実施形態において顔画像認証装置１は、予め同一人物の表情変化が複数の顔画像として社員別登録データ１２内に登録されている状態において、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とを比較した結果、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００４１】
この場合、同一人物の表情変化を示す複数の顔画像を順位付けて登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その表情変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ表情変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録すると共に、この顔画像の変化タイミング時間を登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その変化タイミング時間が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ表情変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態においては、社員別登録データ１２内の複数の顔画像を変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって顔画像データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定するようにしたが、最初の顔画像データ▲１▼から読み出し指定する場合に限らず、その途中から読み出し指定するようにしてもよい。例えば、末尾の顔画像が最初に指定された場合には、次に読み出し指定される顔画像は、１番目の顔画像となる。つまり、最初に１番目の顔画像が指定されるとは限らず、その順位の途中から指定された場合には、全ての顔画像を１通り指定し終わるまで各顔画像をその順位にしたがって順次読み出し指定するようにしてもよい。
【００４３】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する機能と、人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する機能と、取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する機能と、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることことが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００４４】
（第３実施形態）
以下、この発明の第３実施形態について図７および図８を参照して説明する。なお、上述した第２実施形態においては、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認し、予め登録されている登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたが、この第３実施形態においては、人物の顔画像の他にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認し、予め登録されている登録内容通りの身振り変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたものである。
ここで、第１および第３実施形態において基本的に同一のものは、同一符号を付して示し、その説明は省略するものとする。
【００４５】
図７は、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１３の内容を示した図である。
この社員別登録データ１３は、社員毎にその顔画像と共に、その身振り変化（頭部の位置変化）を示す複数の相対位置データを順位付けて記憶管理すると共に、この頭部の位置変化のタイミングを示す画像データ間以降時間データ（次の頭部変化のタイミング時間）を記憶管理する構成となっている。なお、図示の例では、ある社員Ａの登録内容を例示したもので、このような社員別登録データ１３は、社員毎に予め用意されている。ここで、複数の相対位置データは、同一人物が行う一連の頭部変化を示すもので、例えば、１番目の相対位置データ▲１▼は、「頭部を真っ直ぐに伸ばしている状態から右に傾ける」、２番目の相対位置データ▲２▼は、「頭部を右に傾けている状態から左に傾ける」、３番目の相対位置データ▲３▼は、「頭部を左から右方向へ回した後に真っ直ぐに伸ばす」‥‥となっている。
【００４６】
また、次の頭部変化のタイミングを示す時間データは、前後の相対位置データ間に登録された身振り変化のタイミング、つまり、次の身振り変化のタイミング時間を示すもので、例えば、１番目および２番目の相対位置データ間に登録された時間データ▲１▼が「０．５秒」であれば、頭部を右に傾けてから０．５秒後に頭部を左に傾けるべきことを示している。また、２番目および３番目の相対位置データ間に登録された時間データ▲２▼が「１秒」であれば、頭部を左から右方向へ回した後に真っ直ぐに伸ばすべきことを示している。なお、入場者の身振り化が社員別登録データ１２内に登録されている登録内容通りの身振り変化であるか否かを確認する際に、この社員別登録データ１２内の複数の相対位置データは、変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって相対位置データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定される。
【００４７】
図８は、この第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、入口に設置されているカメラ装置２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、撮影画像内に人物が存在しているか否か（入場者が居るか否か）を常時監視している（ステップＣ１）。この結果、人物が写っている場合には、動画サンプリングを開始し（ステップＣ２）、その時の動画から入場者の顔画像を抽出して一時記録保持した後に（ステップＣ３）、全社員分の社員別登録データ１３をアクセスし、サンプリング抽出した顔画像（静止画）と全社員分の登録顔画像とを逐次比較する（ステップＣ４）。
【００４８】
この結果、各社員毎に登録されている何れかの登録顔画像と特徴的に一致する場合（ステップＣ５でＹＥＳ）、その登録顔画像から社員を特定するが（ステップＣ６）、何れの社員の顔画像にも不一致の場合には（ステップＣ５でＮＯ）、その人物を部外者であると認識し、ドアを開放せずにその入場を拒否する。この場合、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＣ３で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去した後に（ステップＣ７）、最初のステップＣ１に戻る。
【００４９】
一方、顔画像の比較によって入場者（社員）を特定することができた場合には、この時の社員の頭部画像を動画サンプリングによって連続抽出し（ステップＣ８）、この抽出画像（頭部画像）を一時記録保持した後に（ステップＣ９）、この頭部画像を解析することによって入場者の身振り変化、つまり、頭部位置の変化をサンプル抽出する（ステップＣ１０）。すなわち、動画サンプリングによって顔を中心とした複数枚の頭部画像を連続抽出すると共に、連続抽出した複数枚の頭部画像を比較しながらその変化状態を解析することによって頭部の位置変化、例えば、頭部を右に傾けた、右から左へ回した等をサンプル抽出する。
【００５０】
そして、この特定社員対応の社員別登録データ１３をアクセスして、最初の相対位置データ▲１▼を読み出し（ステップＣ１１）、その相対位置データ▲１▼と入場者の身振り変化（頭部位置の変化）の状態とを比較し（ステップＣ１２）、両者は一致するか否かをチェックする（ステップＣ１３）。例えば、最初の相対位置データ▲１▼に対応する身振り変化、つまり、頭部を真っ直ぐに伸ばしている状態から右に傾けたか否かを調べ、その結果、両者の不一致が検出された場合には、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＣ３、Ｃ９で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去した後（ステップＣ７）、最初のステップＣ１に戻る。
【００５１】
一方、相対位置データ▲１▼と入場者の身振り変化（頭部位置の変化）とが一致し、登録内容通りの身振りが行われたことを検出した場合には（ステップＣ１３でＹＥＳ）、この特定社員対応の社員別登録データ１３をアクセスし、最初のタイミング時間▲１▼を読み出し、このタイミング時間▲１▼を減算タイマーにセットする（ステップＣ１４）。この場合、１番目および２番目の相対位置データ▲１▼、▲２▼間に登録されている時間データ▲１▼が「０．５」であれば、この「０．５秒」がタイマーにセットされる。そして、この減算タイマーの計時動作をスタートさせた後に（ステップＣ１５）、この身振り変化のタイミング時間が経過するまで、つまり、タイムアップとなるまで待機状態となる（ステップＣ１６）。
【００５２】
そして、この時間データ▲１▼「０．５秒」が経過すると、相対位置サンプルを実行する（ステップＣ１７）。すなわち、動画サンプリングによって特定社員の頭部画像を連続抽出すると共に、この各抽出画像（頭部画像）を一時記録保持した後に、連続抽出し各頭部画像を比較しながら画像解析を行って頭部位置の変化をサンプル抽出する。次に、この社員対応の社員別登録データ１３をアクセスして、次の相対位置データ▲２▼を読み出し（ステップＣ１８）、この相対位置データ▲２▼と入場者の頭部位置の変化状態とを比較し、両者は一致するか否かをチェックする（ステップＣ１９）。例えば、２番目の相対位置データ▲２▼に対応する身振り変化、つまり、頭部を右に傾けてから０．５秒後に頭部を左に傾けたか否かを調べ、不一致であれば、動画サンプリング動作を中止すると共に、一時記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去する（ステップＣ７）。
【００５３】
いま、２番目の相対位置データ▲２▼に対応する身振り変化が行われたことを検出した場合には、ステップＣ２０に移り、以下、全ての相対位置データとサンプリングデータとの比較が終了するまで上述の動作を繰り返す（ステップＣ１４〜Ｃ２０）。
このように入口において入場者が意識的に行った一連の頭部変化が予め登録しておいた登録内容通りの頭部変化であることを認識した場合には（ステップＣ２０でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させると共に（ステップＣ２１）、ドアを開放してから一定時間経過したかをチェックし（ステップＣ２２）、一定時間が経過するまでドアを開放し続ける。そして、一定時間が経過すると、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させると共に（ステップＣ２３）、サンプリング動作を中止すると共に、一時記録保持しておいたサンプリング画像を不要な情報として消去する（ステップＣ７）。
【００５４】
以上のように、この第３実施形態において顔画像認証装置１は、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報が社員別登録データ１３内に登録されている状態において、人物を撮影した人物画像と登録されている人物画像とを比較すると共に、この人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００５５】
この場合、人物の身振り変化を示す情報を順位付けて登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ身振り変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、人物の身振り変化を示す情報と共に、各身振り変化の情報に対応付けてその変化タイミングを登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化のタイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ身振り変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００５６】
なお、上述した第３実施形態においては、社員別登録データ１３内における複数の相対位置データの変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって相対位置データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定するようにしたが、最初の相対位置データ▲１▼から読み出し指定する場合に限らず、その途中から読み出し指定するようにしてもよい。
また、上述した第３実施形態においては、身振り変化として頭部の位置変化を認識するようにしたが、手振り変化を認識したり、頭部の位置変化と手振り変化とを合わせて認識するようにしてもよい。
【００５７】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する機能と、人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する機能と、取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する機能と、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
第１の発明（請求項１記載の発明）によれば、複数の人物の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像との全てが一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
第２の発明（請求項３記載の発明）によれば、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とが全て一致し、登録内容通りの表情変化であることを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
第３の発明（請求項６記載の発明）によれば、人物を撮影した人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】人物認証システム（入場管理システム）の全体構成を示したブロック図。
【図２】顔画像認証装置１側に設けられている顔画像登録ファイル１１の内容を示した図。
【図３】顔画像認証装置１の基本的構成要素を示したブロック図。
【図４】顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【図５】第２実施形態において、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１２の内容を示した図。
【図６】第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【図７】第３実施形態において、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１３の内容を示した図。
【図８】第３実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【符号の説明】
１ 顔画像認証装置
２ カメラ装置
３ ドア開閉装置
４ 構内専用回線
１１ 顔画像登録ファイル
１２、１３ 社員別登録データ
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶装置
１０４ 通信装置
１０５ 入力装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、人物を撮影した人物画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の人物認証装置としては、施設への入場時において正規な入場者か否かを撮影画像を解析することによって確認するようにしており、従来では、例えば、人物（被確認者）の顔画像および本人情報をデータベースに格納しておくと共に、この人物が所持している記録媒体内にも顔画像および本人情報を格納しておき、これらの情報を比較して、両者が一致した場合には、データベース内の顔画像とカメラ撮影された顔画像とを表示出力し、この表示内容に基づいて入室を許可するようにした本人確認装置および入退室管理システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−３１９８７７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した本人確認装置および入退室管理システムにおいては、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する他に、顔画像以外の本人情報をも参照して正規な人物か否かを認証するようにしている為に、顔画像だけの認証よりも安全性は高くなるが、顔画像および本人情報をデータベースに登録したり、被確認者所持の記録媒体に登録する必要があり、その登録操作の煩雑化を招く等、運用上の問題が残る。
ところで、秘密性の高い研究室等への入室時には、高度なセキュリティ対策が要望されているが、例えば、顔画像認証の他に、指紋認証や虹彩認証等をも合わせて行うことは、コスト高を招く他に、入室者に対して大きな負担を強要することにもなる。
【０００５】
第１の発明の課題は、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することで、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
第２の発明の課題は、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することで、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
第３の発明の課題は、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することで、人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明（第１の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め複数の人物の顔画像を登録する登録手段と、人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する比較手段と、この比較手段によって複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項１記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項９記載の発明）。
【０００７】
したがって、請求項１、９記載の発明は、予め複数の人物の顔画像が登録されている状態において、複数の人物の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【０００８】
この場合、複数の人物の顔画像を登録すると共に、その人数を登録し、複数の人物が集団で入場する際に、各人物を撮影した顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とが全て一致する他に、その人数が一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにすれば（請求項２記載の発明）、その集団を構成する人数の過不足に応じてその集団を非正規な集団とすることができる。したがって、例えば、研究室等への入室時において、本来、３人で入室すべきところ２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明（第２の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する登録手段と、人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する比較手段と、この比較手段によって複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項３記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１０記載の発明）。
【００１０】
したがって、請求項３、１０記載の発明は、予め同一人物の表情変化が複数の顔画像として登録されている状態において、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とを比較した結果、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００１１】
この場合、同一人物の表情変化を示す複数の顔画像を順位付けて登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その表情変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項４記載の発明）、全く同じ表情変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。また、同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録すると共に、この顔画像の変化タイミングを登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その変化タイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項５記載の発明）、全く同じ表情変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００１２】
請求項６記載の発明（第３の発明）は、人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する登録手段と、人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する取得手段と、この取得手段によって取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する比較手段と、この比較手段によって人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段とを具備するものである。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項６記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１１記載の発明）。
【００１３】
したがって、請求項６、１１記載の発明は、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報が登録されている状態において、人物を撮影した人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００１４】
この場合、人物の身振り変化を示す情報を順位付けて登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項７記載の発明）、全く同じ身振り変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、人物の身振り変化を示す情報と共に、各身振り変化の情報に対応付けてその変化タイミングを登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化のタイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにすれば（請求項８記載の発明）、全く同じ身振り変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図１〜図４を参照してこの発明の第１実施形態を説明する。
図１は、この実施形態における人物認証システムの全体構成を示したブロック図である。
この人物認証システムは、研究室等への入室時において、入場希望者の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証するようにした入室管理システムであり、このシステムの中核を成す顔画像認証装置１には、各部屋毎に設置されているカメラ装置２およびドア開閉装置３が構内専用回線（有線網／無線網）４を介して接続されているシステム環境となっている。
【００１６】
この顔画像認証装置１は、入室時において、複数の人物（入場希望者）の顔を撮影した顔画像をカメラ装置２から取得し、この複数の人物の顔画像と予め登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証して部屋のドアを開放させるようにしたものである。言換えれば、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認し、正規な集団であることを条件にドア開閉装置３を制御してその集団の入室を許可するようにしたものである。
【００１７】
カメラ装置２は、各部屋の入口に設置され、ＣＣＤイメージセンサ等を撮像素子として使用したデジタルビデオカメラあるいはデジタルスチルカメラであり、入場希望者の顔を中心として、その正面方向から撮影するもので、この撮影画像は（カラー画像）は、顔画像認証装置１へ逐次送信される。この場合、顔画像認証装置１とカメラ装置２との間においては、例えば、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルを利用したＨＴＴＰプロトコル等によってデジタル化（パケット化）された顔画像の送受信を行うようにしている。なお、デジタルスチルカメラの場合には、入口付近に居る人物の存在を監視する為に一定のタイミング毎に常時モニタ撮影して顔画像認証装置１へ送信すればよい。
【００１８】
ドア開閉装置３は、顔画像認証装置１から送信されて来るオープン信号／クローズ信号に応答してドアの開放／閉鎖を自動制御するもので、顔画像認証装置１は、複数の入場希望者の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であることを認証した際に、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信してドアを開放させるが、その際、顔画像認証装置１は、カメラ装置２から取得した撮影画像を解析しながらその全員が入室したか否かを監視し、全員の入室を確認した際には、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させるようにしている。
【００１９】
図２は、顔画像認証装置１側に設けられている顔画像登録ファイル１１の内容を示した図である。
この顔画像登録ファイル１１は、部屋毎に、予め登録された各人の顔画像等を記憶管理するもので、セキュリティ対象である部屋毎に、「部屋名称」、「登録顔画像」、「登録人数」の各データを記憶する構成となっている。ここで、「登録顔画像」は、集団を条件として部屋への入室を許可する際に、正規な集団か否かを確認する為に予め登録されたもので、その集団を構成する各人の顔を撮影した顔画像である。また、部屋に対応付けられている「登録人数」は、その集団を構成する人数であり、顔画像認証装置１は、入室時において、複数の入場希望者を撮影した各人の顔画像と、その部屋に対応して顔画像登録ファイル１１内の「登録顔画像」とが全て一致し、かつ、その人数が「登録人数」と一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにしている。
【００２０】
図３は、顔画像認証装置１の基本的構成要素を示したブロック図である。
ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０２内のオペレーティングシステムや各種アプリケーションソフトにしたがってこの顔画像認証装置１の全体動作を制御する中央演算処理装置である。記憶装置１０２は、プログラム記憶領域とデータ記憶領域とを有し、磁気的、光学的、半導体メモリ等やその駆動系によって構成されている。この記録装置１０２はハードディスク等の固定的なメモリの他、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の着脱自在な記憶媒体を装着可能な構成であってもよい。この記憶装置１０２内のプログラムやデータは、必要に応じてＲＡＭ（例えば、スタティックＲＡＭ）１０３にロードされたり、ＲＡＭ１０３内のデータが記憶装置１０２にセーブされる。なお、ＲＡＭ１０３は、プログラム実行領域と作業領域とを有している。
一方、ＣＰＵ１０１にはその入出力周辺デバイスである通信装置１０４、入力装置１０５、表示装置１０６がバスラインを介して接続されており、入出力プログラムにしたがってＣＰＵ１０１はそれらの動作を制御する。
【００２１】
次に、この第１実施形態における人物認証システム（入室管理システム）の動作概念を図４に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、これらのフローチャートに記述されている各機能は、読み取り可能なプログラムコードの形態で格納されており、このプログラムコードにしたがった動作を逐次実行する。また、伝送媒体を介して伝送されてきた上述のプログラムコードにしたがった動作を逐次実行することもできる。このことは後述する他の実施形態においても同様であり、記録媒体の他、伝送媒体を介して外部供給されたプログラム／データを利用してこの実施形態特有の動作を実行することもできる。
【００２２】
図４は、顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、施設内の各部屋毎に設置されているカメラ装置２を順次アクセスしながら各カメラ装置２から撮影画像を一定タイミング毎（例えば、１秒毎）に取得して画像解析を行いながら撮影画像内に人物が存在しているか否か（部屋の入口付近に入場希望者が居るか否か）を常時監視している（ステップＡ１）。この結果、人物が写っている場合には、その人物を入場希望者として特定し、その顔を正面から拡大撮影すべきことを当該カメラ装置２に対して指示する（ステップＡ２）。これによってカメラ装置２から送信されて来た入場希望者の顔画像を受信取得すると、それを一時記録保持した後に（ステップＡ３）、顔画像登録ファイル１１をアクセスして、当該部屋対応の「登録人数」を読み出し（ステップＡ４）、この人数分の顔画像をカメラ装置２から全て取得済みか否かをチェックする（ステップＡ５）。
【００２３】
ここで、入場希望者の人数が登録人数未満であれば、上述のステップＡ１で人物の存在を最初に確認してから一定時間（例えば、５秒間）が経過したか否かをチェックし（ステップＡ６）、一定時間の経過前であれば、ステップＡ１に戻り、以下、上述の動作を繰り返すが、一定時間が経過しても、入場希望者の人数が登録数未満であれば（ステップＡ６でＮＯ）、その集団あるいは個人の入場を拒否する為に、ドアを開放せず、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。例えば、部屋の登録人数が「３人」であれば、２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否する。
【００２４】
また、入場希望者の人数が登録人数に一致し、登録人数分の顔画像を取得し終わった場合には（ステップＡ５でＹＥＳ）、顔画像登録ファイル１１をアクセスし、この部屋に対応付けられている「登録顔画像」を全て読み出して各入場希望者の顔画像と比較する（ステップＡ８）。その際、画像の顔の向き、大きさにを補正した後、顔の輪郭、目、口、鼻、額等の形、位置、大きさ、髪型、メガネの有無と種類等を個別に比較する他、それらを総合比較することによって画像比較を行う（以下、同様）。このように入場希望者の各顔画像と各登録顔画像との特徴比較を行った結果、１人でも特徴的に不一致の人物が存在する場合、つまり、その集団の中に非登録の人物が含まれている場合には（ステップＡ９でＮＯ）、その集団の入室を拒否する為にドアを開放せず、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後に（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。
【００２５】
一方、入場希望者の各顔画像と各登録顔画像とが特徴的に全て一致する場合には（ステップＡ９でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させる（ステップＡ１０）。この場合、顔画像認証装置１は、当該カメラ装置２から入場状態の撮影画像を取得し（ステップＡ１１）、この撮影画像を解析することによってその全員が入室したか否かを監視し（ステップＡ１２）、その結果、入室途中であれば、ドアを開放してから一定時間（例えば、１０秒間）経過したかをチェックし（ステップＡ１３）、一定時間が経過するまでステップＡ１０に戻り、ドアを開放し続けるが、一定時間内に全員の入室を確認した際には、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させる（ステップＡ１４）。その後、上述のステップＡ３で記録保持しておいた入場希望者の顔画像を不要な情報として消去した後（ステップＡ７）、最初のステップＡ１に戻る。
【００２６】
以上のように、この第１実施形態において顔画像認証装置１は、に予め複数の人物の顔画像が顔画像登録ファイル１１内に登録されている状態において、複数の入場希望者の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とを比較した結果、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、当該複数の入場希望者を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００２７】
この場合、顔画像登録ファイル１１内には、複数の人物の顔画像と共に、人数が登録されており、顔画像認証装置１は、複数の入場希望者が集団で入場する際に、各人物を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像とが全て一致する他に、その人数が一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証するようにしたから、その集団を構成する人数の過不足に応じてその集団を非正規な集団とすることができる。したがって、例えば、入室時において、本来、３人で入室すべきところ２人で入室する場合や４人で入室する場合には、その集団を非正規な集団としてその入室を拒否することができる。
【００２８】
なお、上述した第１実施形態においては、顔画像登録ファイル１１内に１部屋に１つの集団を登録した場合を例示したが、１部屋に複数の集団を登録するようにしてもよい。例えば、研究室の構成員を班単位で分けた場合には、班毎に正規な集団として認証したり、上司と部下との組み合わせ、つまり、上司が同伴していれば、部下が誰であるかを問わずに正規な集団として認証したり、更には、２人ずつの組み合わせであれば、正規な集団として認証する等、その集団は１つに限らず、複数であってもよい。
【００２９】
また、例えば、日単位あるいは週単位毎のように定期的に「登録顔画像」を書き換えるようにすれば、登録顔画像は、常に最新の情報となり、画像比較時の認識率を大幅に向上させることが可能となる。
更に、上述した第１実施形態においては、人物毎に１種類の顔画像を登録するようにしたが、画像比較時の認識率を向上させる為に、撮影方向等が異なる複数の顔画像を人物毎に登録するようにしてもよい。
【００３０】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め複数の人物の顔画像を登録する機能と、人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する機能と、取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する機能と、複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
以下、この発明の第２実施形態について図５および図６を参照して説明する。なお、上述した第１実施形態においては、複数の人物の顔画像が全て一致したことを認識した際に、この複数の入場希望者を正規な集団として認証するようにしたが、この第２実施形態においては、同一人物の表情変化が予め登録されている登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたものである。また、この第２実施形態においては、会社への入場時において、各社員を撮影した撮影画像（動画）からその社員の顔画像を抽出し、この抽出画像に基づいて正規な社員か否かをチェックし、正規な社員であれば、ドアを開放してその入場を許可するようにしたものである。この場合、入口において入場者は、予め登録した登録内容通りの表情変化を意識的に行うことによって入場の許可を得るようにしている。
ここで、両実施形態において基本的に同一のものは、同一符号を付して示し、その説明を省略する他、以下、第２実施形態の特徴部分を中心に説明するものとする。
【００３２】
図５は、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１２の内容を示した図である。
この社員別登録データ１２は、社員毎に、その表情変化を示す複数の顔画像データを順位付けて記憶管理すると共に、この顔画像の変化タイミングを示す画像データ間以降時間データ（次の表情変化のタイミング時間）を記憶管理する構成となっている。なお、図示の例では、ある社員Ａの登録内容を例示したもので、このような社員別登録データ１２は、社員毎に予め用意されている。ここで、複数の顔画像は、同一人物の一連の表情変化を示すもので、例えば、１番目の顔画像データ▲１▼は、「笑い顔」、２番目の顔画像データ▲２▼は、「泣き顔」、３番目の顔画像データ▲３▼は、「怒り顔」‥‥となっている。
【００３３】
また、顔画像の変化タイミングを示す時間データは、前後の顔画像データ間に登録された表情変化のタイミング、つまり、次の表情変化のタイミング時間を示すもので、例えば、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼が「１秒」であれば、顔の表情が１秒後に「笑い顔」から「泣き顔」に変わるべきことを示し、また、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼が「０．５秒」であれば、顔の表情が０．５秒後に「泣き顔」から「怒り顔」に変わるべきことを示している。なお、入場者の表情変化が社員別登録データ１２内に登録されている登録内容通りの表情変化であるか否かを確認する際に、この社員別登録データ１２内の複数の顔画像は、変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって顔画像データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定される。
【００３４】
図６は、この第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、入口に設置されているカメラ装置（デジタルビデオカメラ）２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、撮影画像内に人物が存在しているか否か（入場者が居るか否か）を常時監視している（ステップＢ１）。この画像解析の結果、人物が写っている場合には、動画サンプリングを開始する（ステップＢ２）。ここで、動画サンプリングとは、カメラ装置２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、その時における入場者の顔部分の画像を撮影画像内から抽出する為の処理である（以下、同様）。これによって抽出した顔画像をサンプリングデータとしてＲＡＭ１０３内の作業領域に一時記録保持した後に（ステップＢ３）、全社員分の社員別登録データ１２をアクセスし、サンプリング抽出した顔画像（静止画）と全社員分の登録顔画像（１番目の顔画像データ▲１▼）とを逐次比較する（ステップＢ４）。
【００３５】
この結果、各社員毎に登録されている何れかの登録顔画像と特徴的に一致する場合（ステップＢ５でＹＥＳ）、つまり、何れかの社員の１番目の顔画像（例えば、笑い顔）と一致する場合には、その登録顔画像から社員を特定するが（ステップＢ６）、何れの社員の顔画像にも不一致の場合には（ステップＢ５でＮＯ）、その人物を部外者であると認識し、ドアを開放せずにその入場を拒否する。この場合、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３で記録保持しておいたサンプリングデータ（顔画像）を不要な情報として消去した後（ステップＢ７）、最初のステップＢ１に戻る。
【００３６】
一方、入場者（社員）を特定することができた場合には、当該社員対応の社員別登録データ１２をアクセスし、一致した登録顔画像に対応付けられている次の表情変化のタイミング時間を取得して、このタイミング時間を減算タイマーにセットする（ステップＢ８）。この場合、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼を取得し、この時間データが「１秒」であれば、この「１秒」が減算タイマーにセットされる。その後、この減算タイマーの計時動作をスタートさせた後に（ステップＢ９）、この表情変化のタイミング時間が経過するまで、つまり、タイムアップとなるまで待機状態となる（ステップＢ１０）。
【００３７】
ここで、タイムアップが検出されると、その時の入場者の顔画像を動画サンプリングによって抽出して一時記録保持した後に（ステップＢ１１）、この特定社員対応の社員別登録データ１２をアクセスして、その次に登録されている登録顔画像、２番目の顔画像「泣き顔」を読み出し、この登録顔画像と今回のサンプリング画像（顔止画）とを比較し、両画像が特徴的に一致するか否かを調べる（ステップＢ１２）。ここで、不一致が検出された場合には、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３、Ｂ１１で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去する（ステップＢ７）。
【００３８】
一方、１番目および２番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲１▼「１秒」が経過し、１秒後に顔の表情が「笑い顔」から「泣き顔」に変わつた場合には、ステップＢ１２で両画像の一致が検出される。すると、ステップＢ１３に移り、社員別登録データ１２内に登録されている全ての顔画像を読み出してサンプリング画像と比較する処理が終了したかをチェックする。いま、２番目の顔画像を読み出して比較した場合であるから、ステップＢ８に戻り、当該特定社員対応の社員別登録データ１２から次の表情変化のタイミング時間を取得し、このタイミング時間を減算タイマーにセットした後、タイマー動作をスタートさせる（ステップＢ９）。
【００３９】
この場合、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼が「０．５秒」であれば、この「０．５秒」がタイマーセットされる。そして、２番目および３番目の顔画像データ間に登録された時間データ▲２▼「０．５秒」が経過し、０．５秒後に顔の表情が「泣き顔」から「怒り顔」に変わつた場合には、ステップＢ１２で両画像の一致が検出される。以下、全ての登録顔画像とサンプリング画像との比較が終了するまで上述の動作を繰り返す（ステップＢ８〜Ｂ１３）。
このように入口において入場者が意識的に行った一連の表情変化が予め登録しておいた登録内容通りの表情変化であることを認識した場合には（ステップＢ１３でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させると共に（ステップＢ１４）、ドアを開放してから一定時間経過したかをチェックし（ステップＢ１５）、一定時間が経過するまでドアを開放し続ける。そして、一定時間が経過すると、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させると共に（ステップＢ１６）、サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＢ３、Ｂ１１で記録保持しておいたサンプリング画像を不要な情報として消去する。
【００４０】
以上のように、この第２実施形態において顔画像認証装置１は、予め同一人物の表情変化が複数の顔画像として社員別登録データ１２内に登録されている状態において、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とを比較した結果、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００４１】
この場合、同一人物の表情変化を示す複数の顔画像を順位付けて登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その表情変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ表情変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録すると共に、この顔画像の変化タイミング時間を登録し、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その変化タイミング時間が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ表情変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００４２】
なお、上述した第２実施形態においては、社員別登録データ１２内の複数の顔画像を変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって顔画像データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定するようにしたが、最初の顔画像データ▲１▼から読み出し指定する場合に限らず、その途中から読み出し指定するようにしてもよい。例えば、末尾の顔画像が最初に指定された場合には、次に読み出し指定される顔画像は、１番目の顔画像となる。つまり、最初に１番目の顔画像が指定されるとは限らず、その順位の途中から指定された場合には、全ての顔画像を１通り指定し終わるまで各顔画像をその順位にしたがって順次読み出し指定するようにしてもよい。
【００４３】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する機能と、人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する機能と、取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する機能と、複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることことが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００４４】
（第３実施形態）
以下、この発明の第３実施形態について図７および図８を参照して説明する。なお、上述した第２実施形態においては、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認し、予め登録されている登録内容通りの表情変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたが、この第３実施形態においては、人物の顔画像の他にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認し、予め登録されている登録内容通りの身振り変化であることことを認識した際に、この人物を正規な人物として認証するようにしたものである。
ここで、第１および第３実施形態において基本的に同一のものは、同一符号を付して示し、その説明は省略するものとする。
【００４５】
図７は、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１３の内容を示した図である。
この社員別登録データ１３は、社員毎にその顔画像と共に、その身振り変化（頭部の位置変化）を示す複数の相対位置データを順位付けて記憶管理すると共に、この頭部の位置変化のタイミングを示す画像データ間以降時間データ（次の頭部変化のタイミング時間）を記憶管理する構成となっている。なお、図示の例では、ある社員Ａの登録内容を例示したもので、このような社員別登録データ１３は、社員毎に予め用意されている。ここで、複数の相対位置データは、同一人物が行う一連の頭部変化を示すもので、例えば、１番目の相対位置データ▲１▼は、「頭部を真っ直ぐに伸ばしている状態から右に傾ける」、２番目の相対位置データ▲２▼は、「頭部を右に傾けている状態から左に傾ける」、３番目の相対位置データ▲３▼は、「頭部を左から右方向へ回した後に真っ直ぐに伸ばす」‥‥となっている。
【００４６】
また、次の頭部変化のタイミングを示す時間データは、前後の相対位置データ間に登録された身振り変化のタイミング、つまり、次の身振り変化のタイミング時間を示すもので、例えば、１番目および２番目の相対位置データ間に登録された時間データ▲１▼が「０．５秒」であれば、頭部を右に傾けてから０．５秒後に頭部を左に傾けるべきことを示している。また、２番目および３番目の相対位置データ間に登録された時間データ▲２▼が「１秒」であれば、頭部を左から右方向へ回した後に真っ直ぐに伸ばすべきことを示している。なお、入場者の身振り化が社員別登録データ１２内に登録されている登録内容通りの身振り変化であるか否かを確認する際に、この社員別登録データ１２内の複数の相対位置データは、変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって相対位置データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定される。
【００４７】
図８は、この第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャートである。
先ず、顔画像認証装置１は、入口に設置されているカメラ装置２から撮影画像（動画）を取得して画像解析を行い、撮影画像内に人物が存在しているか否か（入場者が居るか否か）を常時監視している（ステップＣ１）。この結果、人物が写っている場合には、動画サンプリングを開始し（ステップＣ２）、その時の動画から入場者の顔画像を抽出して一時記録保持した後に（ステップＣ３）、全社員分の社員別登録データ１３をアクセスし、サンプリング抽出した顔画像（静止画）と全社員分の登録顔画像とを逐次比較する（ステップＣ４）。
【００４８】
この結果、各社員毎に登録されている何れかの登録顔画像と特徴的に一致する場合（ステップＣ５でＹＥＳ）、その登録顔画像から社員を特定するが（ステップＣ６）、何れの社員の顔画像にも不一致の場合には（ステップＣ５でＮＯ）、その人物を部外者であると認識し、ドアを開放せずにその入場を拒否する。この場合、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＣ３で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去した後に（ステップＣ７）、最初のステップＣ１に戻る。
【００４９】
一方、顔画像の比較によって入場者（社員）を特定することができた場合には、この時の社員の頭部画像を動画サンプリングによって連続抽出し（ステップＣ８）、この抽出画像（頭部画像）を一時記録保持した後に（ステップＣ９）、この頭部画像を解析することによって入場者の身振り変化、つまり、頭部位置の変化をサンプル抽出する（ステップＣ１０）。すなわち、動画サンプリングによって顔を中心とした複数枚の頭部画像を連続抽出すると共に、連続抽出した複数枚の頭部画像を比較しながらその変化状態を解析することによって頭部の位置変化、例えば、頭部を右に傾けた、右から左へ回した等をサンプル抽出する。
【００５０】
そして、この特定社員対応の社員別登録データ１３をアクセスして、最初の相対位置データ▲１▼を読み出し（ステップＣ１１）、その相対位置データ▲１▼と入場者の身振り変化（頭部位置の変化）の状態とを比較し（ステップＣ１２）、両者は一致するか否かをチェックする（ステップＣ１３）。例えば、最初の相対位置データ▲１▼に対応する身振り変化、つまり、頭部を真っ直ぐに伸ばしている状態から右に傾けたか否かを調べ、その結果、両者の不一致が検出された場合には、動画サンプリング動作を中止すると共に、上述のステップＣ３、Ｃ９で記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去した後（ステップＣ７）、最初のステップＣ１に戻る。
【００５１】
一方、相対位置データ▲１▼と入場者の身振り変化（頭部位置の変化）とが一致し、登録内容通りの身振りが行われたことを検出した場合には（ステップＣ１３でＹＥＳ）、この特定社員対応の社員別登録データ１３をアクセスし、最初のタイミング時間▲１▼を読み出し、このタイミング時間▲１▼を減算タイマーにセットする（ステップＣ１４）。この場合、１番目および２番目の相対位置データ▲１▼、▲２▼間に登録されている時間データ▲１▼が「０．５」であれば、この「０．５秒」がタイマーにセットされる。そして、この減算タイマーの計時動作をスタートさせた後に（ステップＣ１５）、この身振り変化のタイミング時間が経過するまで、つまり、タイムアップとなるまで待機状態となる（ステップＣ１６）。
【００５２】
そして、この時間データ▲１▼「０．５秒」が経過すると、相対位置サンプルを実行する（ステップＣ１７）。すなわち、動画サンプリングによって特定社員の頭部画像を連続抽出すると共に、この各抽出画像（頭部画像）を一時記録保持した後に、連続抽出し各頭部画像を比較しながら画像解析を行って頭部位置の変化をサンプル抽出する。次に、この社員対応の社員別登録データ１３をアクセスして、次の相対位置データ▲２▼を読み出し（ステップＣ１８）、この相対位置データ▲２▼と入場者の頭部位置の変化状態とを比較し、両者は一致するか否かをチェックする（ステップＣ１９）。例えば、２番目の相対位置データ▲２▼に対応する身振り変化、つまり、頭部を右に傾けてから０．５秒後に頭部を左に傾けたか否かを調べ、不一致であれば、動画サンプリング動作を中止すると共に、一時記録保持しておいたサンプリングデータを不要な情報として消去する（ステップＣ７）。
【００５３】
いま、２番目の相対位置データ▲２▼に対応する身振り変化が行われたことを検出した場合には、ステップＣ２０に移り、以下、全ての相対位置データとサンプリングデータとの比較が終了するまで上述の動作を繰り返す（ステップＣ１４〜Ｃ２０）。
このように入口において入場者が意識的に行った一連の頭部変化が予め登録しておいた登録内容通りの頭部変化であることを認識した場合には（ステップＣ２０でＹＥＳ）、ドア開閉装置３に対してオープン信号を送信し、ドアを開放させると共に（ステップＣ２１）、ドアを開放してから一定時間経過したかをチェックし（ステップＣ２２）、一定時間が経過するまでドアを開放し続ける。そして、一定時間が経過すると、ドア開閉装置３に対してクローズ信号を送信してドアを閉鎖させると共に（ステップＣ２３）、サンプリング動作を中止すると共に、一時記録保持しておいたサンプリング画像を不要な情報として消去する（ステップＣ７）。
【００５４】
以上のように、この第３実施形態において顔画像認証装置１は、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報が社員別登録データ１３内に登録されている状態において、人物を撮影した人物画像と登録されている人物画像とを比較すると共に、この人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【００５５】
この場合、人物の身振り変化を示す情報を順位付けて登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ身振り変化であっても、その変化順位が異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
また、人物の身振り変化を示す情報と共に、各身振り変化の情報に対応付けてその変化タイミングを登録し、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化のタイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、全く同じ身振り変化であっても、その変化タイミングが異なれば、非正規な人物であると認証することができ、より安全性を高めることが可能となる。
【００５６】
なお、上述した第３実施形態においては、社員別登録データ１３内における複数の相対位置データの変化タイミング時間が経過する毎に、その順位にしたがって相対位置データ▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に読み出し指定するようにしたが、最初の相対位置データ▲１▼から読み出し指定する場合に限らず、その途中から読み出し指定するようにしてもよい。
また、上述した第３実施形態においては、身振り変化として頭部の位置変化を認識するようにしたが、手振り変化を認識したり、頭部の位置変化と手振り変化とを合わせて認識するようにしてもよい。
【００５７】
一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィデスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する機能と、人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する機能と、取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する機能と、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
第１の発明（請求項１記載の発明）によれば、複数の人物の顔を撮影した顔画像と登録されている複数の人物の顔画像との全てが一致したことを認識した際に、当該複数の人物を正規な集団として認証するようにしたから、複数の人物を集団として扱い、各人の顔画像に基づいてその集団が正規な集団であるか否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
第２の発明（請求項３記載の発明）によれば、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像と登録されている複数の顔画像とが全て一致し、登録内容通りの表情変化であることを認識した際に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、同一人物の表情変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
第３の発明（請求項６記載の発明）によれば、人物を撮影した人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と登録されている身振り変化の状態とを比較した結果、人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証するようにしたから、人物の顔画像と共にその人物の身振り変化に基づいて正規な人物か否かを確認することができ、顔画像以外の本人情報を合わせて確認したり、指紋認証や虹彩認証等を合わせて行う必要もなく、顔を含む人物画像だけの認証であっても高度なセキュリティ管理を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】人物認証システム（入場管理システム）の全体構成を示したブロック図。
【図２】顔画像認証装置１側に設けられている顔画像登録ファイル１１の内容を示した図。
【図３】顔画像認証装置１の基本的構成要素を示したブロック図。
【図４】顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【図５】第２実施形態において、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１２の内容を示した図。
【図６】第２実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【図７】第３実施形態において、顔画像認証装置１側に設けられている社員別登録データ１３の内容を示した図。
【図８】第３実施形態における顔画像認証装置１の動作を示したフローチャート。
【符号の説明】
１ 顔画像認証装置
２ カメラ装置
３ ドア開閉装置
４ 構内専用回線
１１ 顔画像登録ファイル
１２、１３ 社員別登録データ
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶装置
１０４ 通信装置
１０５ 入力装置
Claims (11)
- 人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、
予め複数の人物の顔画像を登録する登録手段と、
人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する取得手段と、
この取得手段によって取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する比較手段と、
この比較手段によって複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する認証手段と、
を具備したことを特徴とする人物認証装置。 - 前記登録手段は、複数の人物の顔画像を登録すると共に、その人数を登録し、
前記認証手段は、各人物を撮影した顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とが全て一致する他に、その人数が一致したことを条件に、その集団を正規な集団として認証する、
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の人物認証装置。 - 人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、
予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する登録手段と、
人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する取得手段と、
この取得手段によって取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する比較手段と、
この比較手段によって複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段と、
を具備したことを特徴とする人物認証装置。 - 前記登録手段は、同一人物の表情変化を示す複数の顔画像を順位付けて登録し、
前記認証手段は、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その表情変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する、
ようにしたことを特徴とする請求項３記載の人物認証装置。 - 前記登録手段は、同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録すると共に、この顔画像の変化タイミングを登録し、
前記認証手段は、人物の表情変化を示す複数の顔画像が全て一致し、かつ、その変化タイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する、
ようにしたことを特徴とする請求項３あるいは請求項４記載の人物認証装置。 - 人物の顔を撮影した顔画像に基づいて正規な人物か否かを認証する人物認証装置であって、
予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する登録手段と、
人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する取得手段と、
この取得手段によって取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する比較手段と、
この比較手段によって人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する認証手段と、
を具備したことを特徴とする人物認証装置。 - 前記登録手段は、人物の身振り変化を示す情報を順位付けて登録し、
前記認証手段は、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その身振り変化の順位が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する、
ようにしたことを特徴とする請求項６記載の人物認証装置。 - 前記登録手段は、人物の身振り変化を示す情報と共に、各身振りの変化タイミングを登録し、
前記認証手段は、人物の顔画像および身振り変化の状態が一致し、かつ、その変化タイミングが一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する、
ようにしたことを特徴とする請求項６あるいは請求項７記載の人物認証装置。 - コンピュータに対して、
予め複数の人物の顔画像を登録する機能と、
人物認証を行う際に、複数の人物の顔を撮影した顔画像を取得する機能と、
取得した複数の人物の顔画像と前記登録されている複数の人物の顔画像とを比較する機能と、
複数の人物の顔画像が全て一致したことが認識された際に、当該複数の人物を正規な集団として認証する機能と、
を実現させるためのプログラム。 - コンピュータに対して、
予め同一人物の表情変化を複数の顔画像として登録する機能と、
人物認証を行う際に、同一人物の表情変化を撮影した複数の顔画像を取得する機能と、
取得した複数の顔画像と前記登録されている複数の顔画像とを比較する機能と、
複数の顔画像が全て一致し、登録内容通りの表情変化であることが認識された際に、当該人物を正規な人物として認証する機能と、
を実現させるためのプログラム。 - コンピュータに対して、
予め人物の顔画像と共に、その人物の身振り変化を示す情報を登録する機能と、
人物認証を行う際に、人物を撮影した人物画像を取得する機能と、
取得した人物画像と前記登録されている人物画像とを比較すると共に、当該取得の人物画像を解析することによって得られた身振り変化の状態と前記登録されている身振り変化の状態とを比較する機能と、
人物の顔画像が一致し、かつ、身振り変化の状態が一致したことを条件に、当該人物を正規な人物として認証する機能と、
を実現させるためのプログラム。
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