JP2005165943A - 顔認証装置および通行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常に同一照明環境下での照合が可能となり、認証精度の低下が防止できる顔認証装置を提供する。
【解決手段】被認証者の顔画像をカメラで撮影し、得られた顔画像を辞書情報と照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する顔認証装置において、被認証者がいないときの背景画像を取得して、当該背景画像を複数の領域に分割し、この分割した各領域ごとに輝度分布を自己診断により解析し、この複数の領域ごとの自己診断結果に基づき複数の照明装置の照明強度を選択的に制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば、被認証者の顔画像を基に被認証者が本人であるか否かを認証する顔認証装置、および、この顔認証装置を用いて通行者の通行（たとえば、重要施設の入退室など）を制御する通行制御装置に関する。

最近、たとえば、セキュリティ管理などにおいて、被認証者の顔画像を基に被認証者が本人であるか否かを認証する顔認証装置が開発されている。
一般に、この種の顔認証装置は、顔画像を入力するためのカメラやカラー液晶表示部などを備えた操作部と、認証処理を行なうための認証エンジンやカメラ制御部などを備えた制御部とによって構成されていて、操作部のカメラからの入力画像を液晶表示部に表示しながら、被認証者の顔画像を取得して、顔の特徴点を抽出し、この抽出した特徴点を辞書情報として登録する。

その後は、カメラからの入力画像を液晶表示部に表示しながら、被認証者の顔画像を取得する度に、顔の特徴点を抽出して、この抽出した特徴点をあらかじめ登録された辞書情報と照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証するようになっている。
特開２００１−２３６４９９号公報 特開２０００−６０８２５号公報

ところが、一般に、この種の顔認証装置の設置場所は様々であり、たとえば、天井照明付近や太陽光が直接入り込む窓（遮光カーテンつき）付近にも設置されることがある。天井照明や遮光カーテンなどは、容易に人の手によってオン、オフされることがあり、顔認証装置周辺の照明環境が大きく変動することがある。

また、顔認証装置では、顔に照射される光の濃淡（顔の凹凸）を個人の特徴情報として認証するシステムであるため、上記のような周囲の照明環境の変動が大きく影響され、認証性能が大幅に低下するといった問題がある。

そこで、本発明は、常に同一照明環境下での照合が可能となり、認証精度の低下が防止できる顔認証装置および通行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の顔認証装置は、被認証者と対向するよう設置され、少なくとも被認証者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段と、この画像入力手段による被認証者の顔画像の撮影時に当該被認証者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する認証手段と、前記画像入力手段の撮影視野内に被認証者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段とを具備している。

本発明の通行制御装置は、通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段と、この画像入力手段による通行者の顔画像の撮影時に当該通行者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該通行者が本人であるか否かを認証する認証手段と、この認証手段の認証結果に応じて当該通行者の通行を制御する通行制御手段と、前記画像入力手段の撮影視野内に通行者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段とを具備している。

本発明によれば、被認証者が存在しないときの背景画像について輝度分布を解析することで、照明等の外光変動の有無、程度の差異が判定できるので、その解析結果に基づき照明を制御することにより、常に同一照明環境下での照合が可能となり、認証精度の低下が防止できる顔認証装置および通行制御装置を提供できる。

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。
図１は、本実施の形態に係る顔認証装置を用いた通行制御装置の構成を概略的に示すものである。図１において、操作部１は、この例では、被認証者の顔画像（少なくとも顔を含んでいる画像）を撮影して入力する画像入力手段としてのビデオカメラ（たとえば、ＣＣＤ型ビデオカメラ、以降、単にカメラと略称する）２、カメラ２で入力された被認証者の顔画像や各種操作案内などを表示する案内手段としての表示部（たとえば、カラー液晶表示器）３、被認証者が自己固有の識別情報としてのＩＤ番号やパスワードなどを入力する入力手段としてのキーボード４、被認証者に対して各種音声案内などを行なう音声案内手段としてのスピーカ５、および、被認証者を検知する人間検知手段としての人感センサ６を備えていて、被認証者の顔部分と相対向する部位に設置される。

操作部１は制御部７に接続されている。すなわち、操作部１のカメラ２、表示部３、キーボード４、スピーカ５および人感センサ６は、それぞれカメラ制御部８、表示制御部９、キー入力制御部１０、音声制御部１１、センサ制御部１２を介して主制御部（制御手段、自己診断手段）１３に接続されている。

複数（この例では４つ）の照明手段としての棒状の照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、カメラ２による顔画像の撮影時に被認証者の顔部分をその周囲から照明するもので、それぞれが例えば３つの発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３から構成されており、これらは照明制御手段としての照明制御部１５を介して主制御部１３に接続されている。ここに、各発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、たとえば、複数の白色ＬＥＤ（発光ダイオード）を直線状に配列して構成されている（図２参照）。

主制御部１３には、各種データを記憶するための記憶手段としてのメモリ１６、顔画像による認証処理を行なう認証手段としての認証処理部１７、辞書記憶手段としての辞書記憶部１８、および、ゲート制御部１９がそれぞれ接続されている。辞書記憶部１８には、たとえば、あらかじめ被認証者のＩＤ番号に対応させて複数の辞書情報が記憶（登録）されている。

このような構成において、カメラ２で入力された被認証者の顔画像、および、キーボード４で入力された被認証者のＩＤ番号は、カメラ制御部８、キー入力制御部１０、主制御部１３を介して認証処理部１７へ送られる。認証処理部１７は、たとえば、入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書記憶部１８から選択し、この選択した辞書情報と入力された顔画像とを照合することにより被認証者が本人であるか否かを認証し、その認証結果を主制御部１３へ送るようになっている。

主制御部１３は、認証処理部１７からの認証結果に基づき、ゲート制御部１９を介して通行ゲート２０の開閉制御を行なうことにより、被認証者（通行者）の通行を制御する。通行ゲート２０は、たとえば、住宅の玄関に設置された入退出用ドア、あるいは、重要施設の入退出用ドアなどである。ここに、ゲート制御部１９および通行ゲート２０は通行制御手段を構成している。

図２は、操作部１の外観構成、操作部１に対する人感センサ６および照明装置１４ａ〜１４ｄの配置の具体例を示すものである。すなわち、操作部１の前面には、カメラ２、表示部３、キーボード４、スピーカ５および人感センサ６がそれぞれ設けられている。この場合、表示部３の下方にカメラ２が設けられ、表示部３の図面に対し右側部にスピーカ５が設けられ、スピーカ５の下部にキーボード４が設けられ、カメラ２の下部に人感センサ６が設けられている。そして、操作部１の左側部に照明装置１４ａが、操作部１の右側部に照明装置１４ｂが、操作部１の上側部に照明装置１４ｃが、操作部１の下側部に照明装置１４ｄが、それぞれ配設されている。

次に、上記のような構成において、顔認証処理の基本動作について簡単に説明する。
まず、辞書登録処理について説明する。
本装置の電源オン後、操作部１のキーボード４にて所定の操作を行なうことにより管理者メニューに入る。ここで、新規登録または登録更新メニューを選択し、登録者が操作部１のカメラ２の前に位置する。このとき、登録者は、カメラ２から約４０cmほど離れた位置に立ち、カメラ２が取込んだ画像が表示部３に表示され、顔を検知していることを確認する。

次に、登録者は、操作部１のキーボード４にて自己のＩＤ番号を入力した後、登録を実行する。登録が実行されると、認証処理部１７において、入力された顔画像から顔の特徴点を抽出し、その抽出した特徴点を辞書情報として、入力されたＩＤ番号と対応させて辞書記憶部１８に登録（記憶）する。これで登録処理が終了する。

次に、認証処理（照合処理）について説明する。
被認証者（通行者）は、操作部１のキーボード４にて自己のＩＤ番号を入力した後、操作部１のカメラ２の前に位置する。このとき、被認証者は、カメラ２から約４０cmほど離れた位置に立つ。カメラ２が取込んだ画像により顔を検知した時点で、自動的に認証処理を開始する。

認証処理が開始されると、認証処理部１７において、カメラ２が取込んだ顔画像から特徴点を抽出するとともに、入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書記憶部１８から選択し、この選択した辞書情報と上記抽出した特徴点とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証し、その認証結果を主制御部１３へ送る。

主制御部１３は、認証処理部１７から認証結果を受けると、その認証結果を参照することにより認証成功か否かを判定し、認証成功の場合、すなわち、入力された顔画像と辞書情報とが一致した場合、操作部１のスピーカ５に認証成功の音声案内を出力するとともに、表示部３に認証終了の案内を表示して、ゲート制御部１９に開放命令を送る。ゲート制御部１９は、主制御部１３からの開放命令を受けると、通行ゲート２０を開放し、被認証者（通行者）の通行を許可する。

なお、認証不成功の場合、すなわち、入力された顔画像と辞書情報とが不一致の場合、主制御部１３は、通行ゲート２０を閉じたままとし、操作部１のスピーカ５に認証不成功の音声案内を出力するとともに、表示部３に認証未終了の案内を表示して、当該認証処理を終了する。

次に、本発明の特徴点でもある自己診断制御を中心とした認証動作について説明する。
まず、第１の動作例について図３に示すフローチャートを参照して説明する。第１の動作例は、被認証者がいないときの背景画像を複数の領域に分割し、各領域ごとに輝度分布を自己診断により解析し、この複数の領域ごとの自己診断結果に基づき複数の照明装置１４ａ〜１４ｄを選択的に制御するものである。

カメラ２の前（撮影視野内）に被認証者が存在しない待機状態（人感センサ６が被認証者を検知していない状態）において（ステップＳ１，Ｓ２）、主制御部１３は、あらかじめ定められた所定時間（たとえば、３０分）ごとに照明環境の自己診断を行なう（ステップＳ３）。

すなわち、被認証者が存在しない待機状態時、カメラ２から背景画像を取得し、この取得した背景画像Ｐを例えば図４に示すように３×３の９つの領域Ａ〜Ｉに分割する。この場合、領域Ａ，Ｂ，Ｃは上側の照明装置１４ｃの各発光体Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３にそれぞれ対応し、領域Ｇ，Ｈ，Ｉは下側の照明装置１４ｄの各発光体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３にそれぞれ対応し、領域Ａ，Ｄ，Ｇは左側の照明装置１４ａの各発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３にそれぞれ対応し、領域Ｃ，Ｆ，Ｉは右側の照明装置１４ｂの各発光体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３にそれぞれ対応するように分割される。

そして、上記したように分割した各領域Ａ〜Ｉに対しそれぞれ輝度分布を解析する。ここに、輝度分布の解析とは、たとえば、カメラ２から取込んだ背景画像に対して、各領域Ａ〜Ｉごとに各画素の輝度（たとえば、０〜２５５の２５６段階の輝度レベル）をそれぞれ求めて、領域全体の平均値を計算することであり、この計算した輝度平均値を自己診断結果とする。

次に、主制御部１３は、基準となる背景画像の各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値をメモリ１６から読出す（ステップＳ４）。ここに、基準となる背景画像とは、辞書情報を登録した際と同様の照明条件（輝度条件）における背景画像のことで、この基準背景画像を上記同様に領域Ａ〜Ｉに分割し、各領域Ａ〜Ｉに対しそれぞれ輝度の平均値を算出し、これを基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉにおける輝度の平均値（基準の輝度平均値）として、たとえばメモリ１６にあらかじめ登録（記憶）されている。

次に、主制御部１３は、メモリ１６から読出した基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値とステップＳ３で求めた各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値とを比較することにより、まず上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度に変化があるか否かをチェックする（ステップＳ５）。

このチェックの結果、上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度に変化があれば、主制御部１３は、当該上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度平均値の差に応じて、上領域と対応する上側の照明装置１４ｃに対する照明制御パラメータを算出する（ステップＳ６）。
次に、主制御部１３は、ステップＳ６で求めた照明制御パラメータに基づき上側の照明装置１４ｃを制御（明るくもしくは暗く）する（ステップＳ７）。

ステップＳ７の処理が終了すると、あるいは、ステップＳ５のチェックの結果、上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度に変化がなければ、主制御部１３は、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７と同様な処理を行なうことにより、下領域（領域Ｇ，Ｈ，Ｉ）、左領域（領域Ａ，Ｄ，Ｇ）、右領域（領域Ｃ，Ｆ，Ｉ）についても輝度の変化をチェックし、変化があれば対応する照明装置に対する照明制御パラメータを算出し、当該照明装置を制御する（ステップＳ８）。
そして、全ての領域に対する処理が終了すると、ステップＳ１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備える。

以上の動作を例えば３０分ごとに繰り返し行なう。これら一連の処理によって、照合処理以前に照明環境を整えることが可能である。

さて、待機状態において（ステップＳ１）、人感センサ６が被認証者を検知すると（ステップＳ２）、認証処理部１７は認証処理（照合処理）を行なう（ステップＳ９）。この認証処理については既に説明しているので説明は省略する。

認証処理が終了すると、主制御部１３は、その認証結果に基づく処理を行ない（ステップＳ１０）、ステップＳ１の待機状態に戻る。認証結果に基づく処理とは、たとえば、前述したように、認証結果が認証成功の場合は通行ゲート２０を開放し、認証結果が認証不成功の場合は通行ゲート２０を閉じたままとする。

ここで、求めた照明制御パラメータに基づく照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの制御（ステップＳ３〜Ｓ８の部分）の具体例について図４を用いて詳細に説明する。
前述したように、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをそれぞれ図２に示すように３つの発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で構成し、取得した背景画像Ｐも図４に示すように９つの領域Ａ〜Ｉに分割するものとする。

また、基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉの輝度平均値を「０〜２５５（０が黒、２５５が白）」、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各照明強度を「０〜１００（０が消灯、１００が最大値）とする。今、基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉの輝度平均値（基準の輝度平均値）が全て「１００」、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの照明強度が全て「５０」であると仮定する。

（１）上側の照明装置１４ｃの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度平均値が、
Ａ＝５０、Ｂ＝３０、Ｃ＝８０
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、上側の照明装置１４ｃの各発光体Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の照明制御パラメータを
Ｃ１＝７０、Ｃ２＝８０、Ｃ３＝６０
と設定する。この照明制御パラメータにしたがって、照明装置１４ｃの各発光体Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の発光強度をそれぞれ制御する。

（２）下側の照明装置１４ｄの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、下領域（領域Ｇ，Ｈ，Ｉ）の輝度平均値が、
Ｇ＝８０、Ｈ＝９０、Ｉ＝８０
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、下側の照明装置１４ｄの各発光体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の照明制御パラメータを
Ｄ１＝６０、Ｄ２＝５０、Ｄ３＝６０
と設定する。この照明制御パラメータにしたがって、照明装置１４ｄの各発光体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の発光強度をそれぞれ制御する。

（３）左側の照明装置１４ａの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、左領域（領域Ａ，Ｄ，Ｇ）の輝度平均値が、
Ａ＝８０、Ｄ＝７０、Ｇ＝９０（ＡとＧは上側、下側の照明制御にて基準の輝度平均
値に近づいた）
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、左側の照明装置１４ａの各発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３の照明制御パラメータを
Ａ１＝６０、Ａ２＝６０、Ａ３＝５０
と設定する。この照明制御パラメータにしたがって、照明装置１４ａの各発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３の発光強度をそれぞれ制御する。

（４）右側の照明装置１４ｂの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、右領域（領域Ｃ，Ｆ，Ｉ）の輝度平均値が、
Ｃ＝９０、Ｆ＝８０、Ｉ＝９０（ＣとＩは上側、下側の照明制御にて基準の輝度平均
値に近づいた）
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、右側の照明装置１４ｂの各発光体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の照明制御パラメータを
Ｂ１＝６０、Ｂ２＝６０、Ｂ３＝６０
と設定する。この照明制御パラメータにしたがって、照明装置１４ｂの各発光体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の発光強度をそれぞれ制御する。

このように、上下および左右の照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの照明強度を各発光体ごとにそれぞれ制御することにより、待機状態時における背景画像の輝度平均値を基準の背景画像のそれに近づけることが可能となる。

なお、待機状態時の背景画像の輝度平均値が全ての領域Ａ〜Ｉにおいて基準の背景画像のそれと比較して暗い値の場合、全ての照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの照明強度をアップさせる（明るい場合はダウンさせる）。その後、必要に応じて上下および左右の照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄについて制御を実施する。

次に、第２の動作例について図５に示すフローチャートを参照して説明する。第２の動作例は、被認証者がいないときの背景画像を複数の領域に分割し、各領域ごとに輝度分布を自己診断により解析し、この複数の領域ごとの自己診断結果の一定期間における統計的分布データを作成し、認証処理時、この統計的分布データを参照することにより複数の照明装置１４ａ〜１４ｄを選択的に制御するものである。

カメラ２の前（撮影視野内）に被認証者が存在しない待機状態（人感センサ６が被認証者を検知していない状態）において（ステップＳ２１，Ｓ２２）、主制御部１３は、あらかじめ定められた所定時間（たとえば、３０分）ごとに照明環境の自己診断を行なう（ステップＳ２３）。

すなわち、被認証者が存在しない待機状態時、カメラ２から背景画像を取得し、この取得した背景画像Ｐを前述同様、図４に示すように領域Ａ〜Ｉに分割する。そして、前述同様、分割した各領域Ａ〜Ｉに対しそれぞれ輝度分布を解析する。

次に、主制御部１３は、前述同様、基準となる背景画像の各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値をメモリ１６から読出す（ステップＳ２４）。次に、主制御部１３は、メモリ１６から読出した基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値とステップＳ２３で求めた各領域Ａ〜Ｉごとの輝度平均値とを比較することにより、まず上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）について、両者の差を求め、この輝度平均値の差に応じて、上領域と対応する上側の照明装置１４ｃに対する照明制御パラメータを算出する（ステップＳ２５）。
次に、主制御部１３は、ステップＳ２５で求めた照明制御パラメータを顔照合データベース（統計的分布データ）に設定する（ステップＳ２６）。

次に、主制御部１３は、ステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６と同様な処理を行なうことにより、下領域（領域Ｇ，Ｈ，Ｉ）、左領域（領域Ａ，Ｄ，Ｇ）、右領域（領域Ｃ，Ｆ，Ｉ）についても輝度平均値の差を求め、この輝度平均値の差に応じて、対応する照明装置に対する照明制御パラメータを算出し、顔照合データベースに設定する（ステップＳ２７）。
そして、全ての領域に対する処理が終了すると、ステップＳ２１の待機状態に戻り、次の自己診断動作に備える。以上の動作を例えば３０分ごとに繰り返し行なう。

ここで、照明制御パラメータの算出方法（ステップＳ２３〜Ｓ２５の部分）の具体例について図４を用いて詳細に説明する。
前述同様、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをそれぞれ図２に示すように３つの発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で構成し、取得した背景画像Ｐも図４に示すように９つの領域Ａ〜Ｉに分割するものとする。

また、基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉの輝度平均値を「０〜２５５（０が黒、２５５が白）」、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各照明強度を「０〜１００（０が消灯、１００が最大値）とする。今、基準背景画像の各領域Ａ〜Ｉの輝度平均値（基準の輝度平均値）が全て「１００」、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの照明強度が全て「５０」であると仮定する。

（１）上側の照明装置１４ｃの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、上領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の輝度平均値が、
Ａ＝５０、Ｂ＝３０、Ｃ＝８０
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、上側の照明装置１４ｃの各発光体Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の照明制御パラメータを
Ｃ１＝７０、Ｃ２＝８０、Ｃ３＝６０
と設定する。

（２）下側の照明装置１４ｄの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、下領域（領域Ｇ，Ｈ，Ｉ）の輝度平均値が、
Ｇ＝８０、Ｈ＝９０、Ｉ＝８０
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、下側の照明装置１４ｄの各発光体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の照明制御パラメータを
Ｄ１＝６０、Ｄ２＝５０、Ｄ３＝６０
と設定する。

（３）左側の照明装置１４ａの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、左領域（領域Ａ，Ｄ，Ｇ）の輝度平均値が、
Ａ＝８０、Ｄ＝７０、Ｇ＝９０（ＡとＧは上側、下側の照明制御にて基準の輝度平均
値に近づいた）
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、左側の照明装置１４ａの各発光体Ａ１，Ａ２，Ａ３の照明制御パラメータを
Ａ１＝６０、Ａ２＝６０、Ａ３＝５０
と設定する。

（４）右側の照明装置１４ｂの制御
待機状態時の背景画像を取得したところ、右領域（領域Ｃ，Ｆ，Ｉ）の輝度平均値が、
Ｃ＝９０、Ｆ＝８０、Ｉ＝９０（ＣとＩは上側、下側の照明制御にて基準の輝度平均
値に近づいた）
であったとする。これは基準の輝度平均値よりも暗い値のため、右側の照明装置１４ｂの各発光体Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の照明制御パラメータを
Ｂ１＝６０、Ｂ２＝６０、Ｂ３＝６０
と設定する。

次に、求めた照明制御パラメータを顔照合データベースに設定する方法（ステップＳ２７の部分）の具体例について図６を用いて詳細に説明する。
たとえば、照明制御パラメータを「０〜１００」の１０１段階にわけ、「５０」の値を標準の明るさとし、これよりも値が小さくなるにしたがい照明を暗く制御し、値が大きくなるにしたがい照明を明るく制御するものとする。

前述したように、自己診断により求められた１２種（Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３、Ｄ１〜Ｄ３）の照明制御パラメータを基に図６に示すような顔照合データベースを作成する。図６の例では、１日が３時間ごとのデータとなっていて、３時間のデータは６個（３０分ごとに自己診断を行なうので、３×２＝６）のデータの平均値となっている。たとえば、現在、８月２日の５時だった場合、照明制御パラメータの算出結果に基づき図６の網かけ部分ａが更新される（３：００〜６：００までのデータの平均値を上書きする）。

また、図６に示す顔照合データベースの平均値の欄ｂは、３時間ごとのデータの全日分の平均値が格納されていて、この欄ｂのデータが認証処理時に参照される。このような顔照合データベースを作成することにより、１日の各時間帯における照明環境を知ることができる。

図５の説明に戻ると、待機状態において（ステップＳ２１）、人感センサ６が被認証者を検知すると（ステップＳ２２）、認証処理部１７は認証処理（照合処理）を行なう（ステップＳ２８）。この場合、まず、前述したように作成された図６の顔照合データベースの現在の時間と対応する照明制御パラメータを参照することにより照明環境を制御する。

すなわち、たとえば、現在、８月５日の５時３０分だった場合、図６の顔照合データベースにおいて、平均値欄ｂの５時３０分が含まれる時間帯（３：００〜６：００）に対応する平均値ｃ（破線で囲んだ平均値）を参照することにより、照明装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各発光体の発光強度をそれぞれ最適値になるように制御する。

こうして、照明環境を制御した後、カメラ２から顔画像を取込み、この取込んだ顔画像から特徴点を抽出するとともに、入力されたＩＤ番号に対応する辞書情報を辞書記憶部１６から選択し、この選択した辞書情報と上記抽出した特徴点とを照合することにより、被認証者が本人であるか否かを認証する。

認証処理が終了すると、主制御部１３は、その認証結果に基づく処理を行ない（ステップＳ２９）、ステップＳ２１の待機状態に戻る。認証結果に基づく処理とは、たとえば、前述したように、認証結果が認証成功の場合は通行ゲート２０を開放し、認証結果が認証不成功の場合は通行ゲート２０を閉じたままとする。

なお、前記実施の形態では、複数の照明手段として４つの棒状の照明装置を上下および左右にそれぞれ平行に配設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、４つの棒状の照明装置を環状（たとえば、円状）に配設してもよい。また、照明装置の数も４つに限らず、他の数（たとえば、３つあるいは５つ）であってもよい。

本発明の実施の形態に係る顔認証装置を用いた通行制御装置の構成を概略的に示すブロック図。 操作部の外観構成、操作部に対する人感センサおよび照明装置の配置の具体例を示す正面図。 第１の動作例について説明するフローチャート。 照明装置の制御の具体例を説明するための模式図。 第２の動作例について説明するフローチャート。 自己診断結果に基づく一定期間における統計的分布データ（データベース）の一例を示す図。

符号の説明

１…操作部、２…ビデオカメラ（画像入力手段）、３…表示部（案内手段）、４…キーボード（入力手段）、５…スピーカ（音声案内手段）、６…人感センサ（人間検知手段）、７…制御部、８…カメラ制御部、１３…主制御部（制御手段、自己診断手段）、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ…照明装置（照明手段）、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…発光体、１５…照明制御部（照明制御手段）、１６…メモリ（記憶手段）、１７…認証処理部（認証手段）、１８…辞書記憶部（辞書記憶手段）、１９…ゲート制御部（通行制御手段）、２０…通行ゲート（通行制御手段）。

Claims (9)

1. 被認証者と対向するよう設置され、少なくとも被認証者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段と、
   この画像入力手段による被認証者の顔画像の撮影時に当該被認証者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、
   前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
   前記画像入力手段の撮影視野内に被認証者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、
   この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段と、
   を具備したことを特徴とする顔認証装置。
2. 前記複数の照明手段は、被認証者の顔部分の周囲に対し少なくとも上下および左右の位置にそれぞれ配設された４つの照明手段からなり、
   前記自己診断手段は、前記画像入力手段の撮影視野内に被認証者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を少なくとも前記４つの照明手段にそれぞれ対応した４つの領域に分割し、この分割した４つの領域ごとに自己診断により輝度分布を解析し、
   前記照明制御手段は、前記自己診断手段による４つの領域ごとの各自己診断結果に基づき当該領域に対応する照明手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の顔認証装置。
3. 前記４つの照明手段は、それぞれ複数の発光部から構成されていて、
   前記自己診断手段は、前記４つの領域をさらに前記４つの照明手段の各発光部にそれぞれ対応した複数の小領域に分割し、この分割した各小領域ごとに自己診断により輝度分布を解析し、
   前記照明制御手段は、前記自己診断手段による４つの領域の各小領域ごとの各自己診断結果に基づき当該領域に対応する照明手段を各発光部ごとにそれぞれ制御する、
   ことを特徴とする請求項２記載の顔認証装置。
4. 被認証者と対向するよう設置され、少なくとも被認証者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段と、
   この画像入力手段による被認証者の顔画像の撮影時に当該被認証者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、
   前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該被認証者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
   前記画像入力手段の撮影視野内に被認証者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、
   この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき、当該自己診断手段により自己診断を行なった日および自己診断を行なった時間ごとに照明制御パラメータを設定してなるデータベースを作成するデータベース作成手段と、
   前記認証手段における認証処理時、前記データベース作成手段により作成されたデータベースの現在の日付および時間と対応する照明制御パラメータを参照することにより、前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段と、
   を具備したことを特徴とする顔認証装置。
5. 前記複数の照明手段は、それぞれ複数の発光部から構成されていて、
   前記照明制御手段は、前記複数の照明手段を複数の発光部ごとにそれぞれ制御する、
   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。
6. 前記複数の照明手段は、被認証者の顔部分の周囲に対し少なくとも上下および左右の位置にそれぞれ配設された４つの照明手段からなり、
   前記自己診断手段は、前記画像入力手段の撮影視野内に被認証者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を少なくとも前記４つの照明手段にそれぞれ対応した４つの領域に分割し、この分割した４つの領域ごとに自己診断により輝度分布を解析し、
   前記データベース作成手段は、前記自己診断手段による４つの領域ごとの各自己診断結果に基づき、当該４つの領域ごとに、当該自己診断手段により自己診断を行なった日および自己診断を行なった時間ごとに照明制御パラメータを設定してなるデータベースを作成し、
   前記照明制御手段は、前記データベース作成手段により作成されたデータベースの４つの領域ごとの現在の日付および時間と対応する照明制御パラメータに基づき当該領域に対応する照明手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項４記載の顔認証装置。
7. 前記４つの照明手段は、それぞれ複数の発光部から構成されていて、
   前記自己診断手段は、前記４つの領域をさらに前記４つの照明手段の各発光部にそれぞれ対応した複数の小領域に分割し、この分割した各小領域ごとに自己診断により輝度分布を解析し、
   前記データベース作成手段は、前記自己診断手段による４つの領域の各小領域ごとの各自己診断結果に基づき、当該４つの領域の各小領域ごとに、当該自己診断手段により自己診断を行なった日および自己診断を行なった時間ごとに照明制御パラメータを設定してなるデータベースを作成し、
   前記照明制御手段は、前記データベース作成手段により作成されたデータベースの４つの領域の各小領域ごとの現在の日付および時間と対応する照明制御パラメータに基づき当該領域に対応する照明手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項６記載の顔認証装置。
8. 通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮影して入力する画像入力手段と、
   この画像入力手段による通行者の顔画像の撮影時に当該通行者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、
   前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該通行者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
   この認証手段の認証結果に応じて当該通行者の通行を制御する通行制御手段と、
   前記画像入力手段の撮影視野内に通行者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、
   この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段と、
   を具備したことを特徴とする通行制御装置。
9. 通行者と対向するよう設置され、少なくとも通行者の顔画像を撮像して入力する画像入力手段と、
   この画像入力手段による通行者の顔画像の撮影時に当該通行者の少なくとも顔部分をその周囲から照明する複数の照明手段と、
   前記画像入力手段により入力された顔画像とあらかじめ登録された辞書情報とを照合することにより当該通行者が本人であるか否かを認証する認証手段と、
   この認証手段の認証結果に応じて当該通行者の通行を制御する通行制御手段と、
   前記画像入力手段の撮影視野内に通行者が存在しないとき、あらかじめ定められた所定時間ごとに前記画像入力手段から背景画像を取得し、この所定時間ごとに取得した背景画像を複数の領域に分割し、この分割した複数の領域ごとに自己診断により輝度分布を解析する自己診断手段と、
   この自己診断手段による複数の領域ごとの各自己診断結果に基づき、当該自己診断手段により自己診断を行なった日および自己診断を行なった時間ごとに照明制御パラメータを設定してなるデータベースを作成するデータベース作成手段と、
   前記認証手段における認証処理時、前記データベース作成手段により作成されたデータベースの現在の日付および時間と対応する照明制御パラメータを参照することにより、前記複数の照明手段を選択的に制御する照明制御手段と、
   を具備したことを特徴とする通行制御装置。

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