JP2006099615A - 顔認証装置および入退場管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段と顔との距離を長くとることができ、これにより入力画像中での人物の顔の大きさの変化が小さくなり、顔検出の処理速度が向上し、かつ、検出性能も向上する顔認証装置を提供する。
【解決手段】ドア１１に向う歩行者Ｍの顔画像をカメラ１４で撮像し、歩行者Ｍがドア１１に到達するまでに、カメラ１１から得られる画像から顔領域を検出し、歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物か否かを判定する顔認証装置であって、歩行者Ｍの顔画像とカメラ１４との間にミラー１３を設けたカメラ配置を用いることにより、歩行者Ｍの顔とカメラ１４との距離を長くとって歩行者Ｍの顔画像を撮像する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば、認証対象となる人物から取得した顔画像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当該人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定する顔認証装置、および、この顔認証装置を用いてセキュリティを必要とする部屋や施設等のエリアに対する入退場を管理する入退場管理装置に関する。

一般に、顔認証装置を用いた入退場管理装置は、ビデオカメラなどのカメラを有していて、認証対象となる人物がカメラの前に立ち止まり、カメラのレンズに顔を向けることで、人物の顔画像をカメラが撮像して入力し、この入力した顔画像から得られる当該人物固有の顔の特徴情報をあらかじめ登録されている辞書情報と照合することにより当該人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定し、あらかじめ登録された人物である場合、入退場対象エリア（部屋や施設等）のドアを開放する（たとえば、特許文献１参照）。

この種の入退場管理装置（顔認証装置）にあっては、上記したように、認証する人物がカメラの前に立ち止まることで、当該人物の顔を撮像するようになっているため、認証対象が歩行者（移動する人物）であって、当該歩行者がドアに接近するまでに顔認証を行なう目的に使用する場合、このような歩行する人物の顔を撮像することはできないという問題がある。

これらの目的で用いる場合、歩行者が誰であるかの特徴がよくわかるように、顔の正面をとらえるようにすることが望ましい。歩行者の顔画像を撮影する方法の公知例としては、たとえば、特許文献２および特許文献３に開示された技術がある。

特許文献２の技術は、人物が歩行するときは、やや下を向く傾向があるため、顔を下から撮影した方が、正面の顔をとらえた画像を取得しやすいことに着目している。具体的には、歩行者の顔をとらえるように、通路の左右の顔よりも低い位置から、やや上向きにカメラを配置している。

特許文献３の技術は、ドアが開いたときに歩行者の顔をとらえるようにカメラを配置し、ドアが開いた瞬間の画像を取得するというものである。人物がドアを通過する際に正面を向くという傾向があることに着目した技術である。
特開２００１−２６６１５２号公報 特開２０００−３３１２０７号公報 特開２００２−１４０６９９号公報 特開平９−５４８９４号公報

従来の顔画像の撮影方法を、図１４に示すように、歩行者Ｍが入退場対象エリア（部屋や施設等）のドア１に接近するまでに顔認証を行なう目的に使用する場合の問題について述べる。
特許文献２では、通路のドアの左右にカメラを配置する。また、特許文献３では、ドアが開く際を撮影するようにカメラを配置する。これらは、共にドアを通過する際の顔画像を取得する方法であり、ドアから離れた距離から近付くまで安定して歩行者の顔をとらえる目的には適さないという問題がある。

ドアに向かう歩行者の顔画像を撮影するためには、図１４に示すように、ドア１の上部にカメラ２を設置することで、ドア１の付近から、ドア１に接近する歩行者Ｍの方向に向けて撮影することが容易に考えられる。
図１４を歩行者Ｍの進行方向の横から見た図を図１５に示す。歩行者Ｍがドア１から一定距離の点αに到達する前に顔を検出し、歩行者Ｍが点αからドア１に到達する前に、その歩行者Ｍの顔があらかじめ登録された人物のものであるか否かを判定し、登録された人物である場合にドア１を開ける。

図１５のようにカメラ２を配置した場合、歩行者Ｍの顔とカメラ２との距離が近く、顔領域を検出する処理の性能を低下させることが問題である。これは、図１５のように歩行者Ｍの顔とカメラ２との距離が比較的近い場合、歩行者Ｍが図１５の点βから点αへ移動するまでに、入力画像上での顔のサイズが、歩行者Ｍの接近に伴い急激に大きくなることが原因である。ここに、図１５の点βは歩行者Ｍの顔認証を開始する点とする。

具体例を図１６に示す。図１６（ａ）は、歩行者Ｍが図１５の点βに存在するときの入力画像であり、図１６（ｂ）は、歩行者Ｍが図１５の点αに存在するときの入力画像である。ここに、図１６中のＨα，Ｈβは、それぞれ図１５の点αと点βに歩行者Ｍが存在する場合の歩行者Ｍの顔の高さである。顔とカメラとの距離が近い場合には、Ｈβに対するＨαの大きさ、Ｓ＝Ｈα／Ｈβが大きくなる。

一般的に、入力画像から顔領域を検出する処理では、図１７に示すように、入力画像中を、想定した顔サイズの矩形領域３を上下左右に移動し、顔らしさの評価値が大きな位置を探して顔領域として検出する。様々な顔のサイズを仮定する場合には、矩形領域３のサイズを様々に変えながら、顔らしい矩形領域を探索する。

このため、想定する顔サイズの範囲が小さい方が処理時間は短く、また、顔と類似した領域を誤って顔領域として検出する可能性も低くなり、検出性能も向上する。しかし、図１５の場合のように、顔のサイズが急激に大きくなるということは、顔領域を検出する処理において、想定するサイズの範囲が大きくなり、処理速度が低下する。また、探索する矩形領域も多くなり、顔と類似したパターンを誤って顔領域として検出する可能性も高くなる。

たとえば、もし、壁やドアが存在せず、図１８に示すようなカメラ配置が可能であれば、図１９に示すように入力画像上での顔の拡大率Ｓ′＝Ｈα′／Ｈβ′がＳに比較して小さくなくなり、こちらの方が顔領域の検出性能が向上するが、実際には、図１９のようなカメラ配置はできない。なお、図１９（ａ）は、歩行者Ｍが図１８の点βに存在するときの入力画像であり、図１９（ｂ）は、歩行者Ｍが図１８の点αに存在するときの入力画像である。

以下、仮に、図１８のようなカメラ配置ができれば、歩行者Ｍの接近に伴う顔の拡大率が小さくなることを説明する。顔の長さをｈ、カメラの焦点距離をｆ、顔とカメラとの距離をＺとした場合の入力画像上での顔の高さＨは、次の式で表せる。
Ｈ＝ｆ（ｈ／Ｚ）
図１５において、歩行者Ｍが点αに存在するときの入力画像上での顔の高さＨα、および、歩行者Ｍが点βに存在するときの入力画像上での顔の高さＨβは、それぞれ
Ｈα＝ｆ（ｈ／Ｚα）
Ｈβ＝ｆ（ｈ／Ｚβ）
となる。なお、Ｚαは、図１５において歩行者Ｍが点αに存在するときのカメラと顔との距離とする。また、Ｚβは、図１５において歩行者Ｍが点βに存在するときカメラと顔との距離とする。

ここで、Ｌ＝Ｚβ−Ｚα＞０とすると、入力画面上での顔の高さの比Ｓ＝Ｈα／Ｈβは、次のようになる。
Ｓ＝Ｈα／Ｈβ＝Ｚβ／Ｈα＝１＋(Ｌ／Ｚα) （１）
次に、図１８の場合を考える。カメラ配置が図１８の場合、歩行者Ｍが点αに存在するときの入力画像上での顔の高さＨα′、および、歩行者Ｍが点βに存在するときの入力画像上での顔の高さＨβ′は、それぞれ
Ｈα′＝ｆ′（ｈ／Ｚα′）
Ｈβ′＝ｆ′（ｈ／Ｚβ′）
となる。なお、Ｚα′は、図１８において歩行者Ｍが点αに存在するときのカメラと顔との距離とする。また、Ｚβ′は、図１８において歩行者Ｍが点βに存在するときのカメラと顔との距離とする。

ここで、Ｌ＝Ｚβ′−Ｚα′＝Ｚβ−Ｚαとし、Ｚα′＝Ｚα＋ΔＺ（ΔＺ＞０）とすると、入力画面上での顔の高さの比Ｓ′＝Ｈα′／Ｈβ′は、次のようになる。
Ｓ′＝Ｈα′／Ｈβ′＝Ｚβ′／Ｈα′＝（Ｚβ＋ΔＺ）／（Ｚα＋ΔＺ）
＝（Ｚα＋Ｌ＋ΔＺ）／（Ｚα＋ΔＺ）＝１＋(Ｌ／Ｚα＋ΔＺ) （２）
上記式（１）と式（２）から、Ｓ＞Ｓ′となる。すなわち、仮に図１８のようなカメラ配置が可能であり、カメラと顔との距離が大きければ、歩行者の接近に伴う入力画像上での顔の拡大率を小さくできる。

そこで、本発明は、撮像手段と顔との距離を長くとることができ、これにより入力画像中での人物の顔の大きさの変化が小さくなり、顔検出の処理速度が向上し、かつ、検出性能も向上する顔認証装置および入退場管理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、移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物の顔認証を行なう顔認証装置であって、前記移動する人物の少なくとも顔を含む画像をミラーを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から前記人物の顔領域を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により検出された顔領域の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人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定する認証手段とを具備している。

また、本発明の入退場管理装置は、移動する人物が入退場対象エリアに設けられたドアに到達するまでに当該人物の顔認証を行ない、その認証結果に基づき前記ドアを開閉制御する入退場管理装置であって、前記移動する人物の少なくとも顔を含む画像をミラーを介して撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から前記人物の顔領域を検出する顔検出手段と、この顔検出手段により検出された顔領域の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人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定する認証手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基づき、前記移動する人物が前記ドアから所定距離の位置まで接近したことを検出する第１の人物位置検出手段と、前記顔検出手段により顔領域が検出される前に前記第１の人物位置検出手段により前記移動する人物が前記ドアから所定距離の位置まで接近したことを検出された場合、当該人物に対し前記ドアの近傍に設置された認証端末装置により認証を行なうように案内する案内手段と、前記ドアの近傍に設置され、前記案内手段による案内に基づき当該人物が操作するもので、当該人物が提示する認証用情報を用いて当該人物はあらかじめ登録された人物であるか否かを判定する認証端末装置と、前記認証手段の判定結果あるいは前記認証端末装置の判定結果に基づき前記ドアを開閉制御するドア制御手段とを具備している。

本発明によれば、ミラーを用いた撮像手段の配置により、撮像手段と顔との距離を長くとることができる。撮像手段と顔との距離を長くすることで、入力画像中での人物の顔の大きさの変化が小さくなり、顔検出の処理速度が向上し、かつ、検出性能も向上する。

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。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の撮像系を透視的に示す模式図である。図１において、ドア１１は、入退場対象エリア（部屋や施設等）に設けられていて、後述するように開閉制御される。歩行者（以降、認証対象、人物ともいう）Ｍは、ドア１１に向かうための通路１２上を図示矢印ａ方向に歩行（移動）し、ドア（特定の位置）１１に向かうようになっている。

ドア１１の上部には、当該ドア１１に向かって歩行する歩行者Ｍの顔画像（少なくとも顔を含む画像）を通路１２の上部方向に反射せしめる角度でミラー１３が設置されている。通路１２の上部には、ミラー１３で反射された歩行者Ｍの顔画像を受けて撮像する撮像手段としてのビデオカメラ（以降、単にカメラと略称する）１４が設置されている。

このように配設されたカメラ１４は、ドア１１に向かって歩行する歩行者Ｍの顔画像をミラー１３を介して撮像する。すなわち、カメラ１４は、図２に示すように、ミラー１３の表面に対して対称位置に配置されたカメラ１４′と同じ画像が得られる。つまり、図１５のように、ドアの近くに直接カメラを設置する場合に比較して、顔とカメラとの距離を大きくすることができる。このように、カメラ１４を配置にすることにより、カメラ１４と歩行者Ｍの顔との距離を大きくすることができる。

なお、ミラー１３およびカメラ１４の配置は、図３に示すようにしてもよい。すなわち、ミラー１３をドア１１の下部に設置して、歩行者Ｍの顔顔画像をドア１１の上部方向に反射させ、ドア１１の上部近傍に設置したカメラ１４によりミラー１３で反射された歩行者Ｍの顔画像を受けて撮像するものである。

図４は、第１の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すものである。この入退場管理装置は、前記カメラ１４、カメラ１４で撮像された画像から人物領域を検出する人物検出手段としての人物検出部２１、人物検出部２１で検出された人物領域を追跡する人物追跡手段としての人物追跡部２２、人物検出部２１で検出された人物領域の中から顔領域を検出する顔検出手段としての顔検出部２３、顔検出部２３で検出された顔領域の画像を辞書記憶部２５にあらかじめ記憶（登録）された辞書情報と照合することで、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物か否かの判定を行なう認証手段としての顔認証部２４、全体的な制御を司る主制御部２６、主制御部２６からのドア制御信号に基づき前記ドア１１を開閉駆動するドア制御手段としてのドア駆動部２７から構成されている。

以下、各構成要素について詳細に説明する。
人物検出部２１は、たとえば、文献（中井，“事後確率を用いた移動物体検出手法”，情処研報，９４−ＣＶ９０，ｐｐ．１−８，１９９４）に記載されている手法のように、背景画像との差分から検出する。これは、人物が存在しない場合の画像を背景画像として持ち、背景画像と現在の入力画像との差分から変化のある領域を変化領域として検出する。検出された変化領域の大きさや、縦横比から人物らしいと判定される領域を人物領域として検出する。

人物追跡部２２は、過去に人物検出部２１で検出された人物領域と、現在の入力画像から検出された人物領域との対応付けを行なう。その対応付けは、たとえば、現在の入力画像で検出された人物領域と、１つ前の入力画像で検出された人物領域との、大きさと位置が近いもの同士を対応付けることにより行なう。

顔検出部２３は、たとえば、文献（三田，金子，堀，“微小な差異を含む画像の照合に適した空間差分確率テンプレートの提案”，第９会画像センシングシンポジウム講演論文集，ＳＳＩＩ０３，２００３）に記載されている手法を用いることで、顔領域を検出する。

顔認証部２４は、たとえば、特開２００１−２６６１５２号公報に記載されているように、あらかじめ登録者（歩行者）の顔画像を用意し、その顔画像から抽出した固有の特徴情報を辞書情報として辞書記憶部２５に記憶（登録）しておく。そして、顔検出部２３で検出された顔領域の画像（特徴情報）と辞書記憶部２５にあらかじめ登録された辞書情報とを照合して両者の類似度を求め、求めた類似度が閾値以上である場合、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物であると判定し、求めた類似度が閾値以上でない場合、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物でないと判定する。

主制御部２６は、全体的な制御を司るもので、たとえば、人物追跡部２２の追跡結果および顔認証部２４の判定結果に基づきドア１１の開閉制御などを行なう。

このような構成において動作の概略を説明する。
本実施の形態では、図９に示すように、ドア１１に向う歩行者Ｍの顔画像をカメラ１４で撮像し、歩行者Ｍがドア１１に到達するまでに、カメラ１１から得られる画像から顔領域を検出し、歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物か否かを判定する。判定の結果、あらかじめ登録された人物の場合にだけドア１１を開ける。ドア１１は、自動ドア、手動ドアのどちらでもよく、自動ドアの場合には、通常は閉めておき、照合できた場合に開ける。手動ドアの場合には、通常は施錠しておき、認証できた場合に開錠する。

次に、図５に示すフローチャートを参照して処理の流れを詳細に説明する。
まず、カメラ１４から得られる画像から、人物検出部２１により人物検出処理が行なわれ（ステップＳ１，Ｓ２）、人物領域が検出されると、検出された人物領域の中から、顔検出部２３により顔検出処理が行なわれる（ステップＳ３，Ｓ４）。ここで顔領域が検出されなかった場合はステップＳ１に戻り、顔領域が検出された場合、検出された顔領域について顔認証部２４で顔認証処理が行なわれる（ステップＳ５，Ｓ６）。

すなわち、顔認証部２４では、顔検出部２３で検出された顔領域の画像から固有の特徴情報を抽出し、辞書記憶部２５にあらかじめ登録された固有の特徴情報からなる辞書情報と照合することで、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物か否かの判定を行なう。

ステップＳ５，Ｓ６での判定の結果、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物でないと判定された場合はステップＳ１に戻り、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物であると判定された場合、その歩行者Ｍを人物追跡部２２により追跡する（ステップＳ７）。

次に、主制御部２６は、人物追跡部２２による歩行者Ｍの追跡に成功したか否かを判定し（ステップＳ８）、歩行者Ｍの追跡に失敗した場合はステップＳ１に戻り、歩行者Ｍの追跡に成功した場合、当該歩行者Ｍはドア１１から一定の距離まで接近したか否かを判定する（ステップＳ９）。
ステップＳ９における歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したか否かの判定は、たとえば、カメラ１４から得られる画像内の人物画像をチェックすることにより、当該人物画像から脚部が消滅した時点を歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したものと判定する。

主制御部２６は、ステップＳ９での判定の結果、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近していない場合、ステップＳ７に戻って歩行者Ｍを追跡し、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近した場合、その時点でドア１１を一定時間開けて入場を許可し（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の撮像系を透視的に示す模式図である。第２の実施の形態は、前述した第１の実施の形態（図１）に対し、歩行者Ｍに対して指示を与えるために使用される指示手段としての発光体１５およびスピーカ１６、現在認証を行なっている人物が誰かがわかるような表示を行なう表示手段としての表示部（たとえば、液晶表示器）１７、および、歩行者Ｍの操作により、当該歩行者Ｍが提示する認証用情報を用いて当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物であるか否かを判定する認証端末装置１８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、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

発光体１５は、たとえば、光がミラー１３に向かって出力されるようにカメラ１４の近傍に設置されている。スピーカ１６は、たとえば、案内音声が歩行者Ｍに届きやすいように、通路１２の上部（たとえば、カメラ１４の近傍）に設置されている。

表示部１７は、たとえば、カメラ１４により撮像された画像とともに、このとき認証対象となっている歩行者Ｍを矩形パターンで表示するもので、ドア１１の近傍に設置されている。認証端末装置１８は、たとえば、歩行者Ｍの顔画像の照合による認証、暗証番号の照合による認証、あるいは、ＩＤカードを用いた認証など、少なくともいずれかの認証方法で認証を行なうもので、ドア１１の近傍に設置されている。

図７は、第２の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すものである。第２の実施の形態は、上記した発光体１５、スピーカ１６、表示部１７および認証端末装置１８が主制御部２６に接続された点が前述した第１の実施の形態（図４）と異なり、その他は第１の実施の形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

次に、図８に示すフローチャートを参照して処理の流れを詳細に説明する。
まず、カメラ１４から得られる画像から、人物検出部２１により人物検出処理が行なわれる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。ステップＳ１１，Ｓ１２において人物領域が検出されると、主制御部２６は、たとえば、図９に示すように、カメラ１４により撮像された画像を表示部１７に表示するとともに、この表示画面上に、このとき認証対象となっている歩行者Ｍがわかるように、検出された人物領域を矩形パターンＰで表示する（ステップＳ１３）。

次に、主制御部２６は、当該歩行者Ｍはドア１１から一定の距離まで接近したか否かを判定する（ステップＳ１４）。歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したか否かの判定は、たとえば、カメラ１４から得られる画像内の人物画像をチェックすることにより、当該人物画像から脚部が消滅した時点を歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したものと判定する。

主制御部２６は、ステップＳ１４での判定の結果、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近した場合、当該歩行者Ｍに対し、ドア１１の近傍に設置された認証端末装置１８により認証を行なうように、スピーカ１６から音声で案内し（ステップＳ１５）、ステップＳ１に戻る。すなわち、歩行者Ｍがドア１１に一定距離以上接近した時点で、まだ顔検出部２３から顔領域の検出結果が得られない場合には、当該歩行者Ｍがドア１１に到達するまでに認証処理が終了しないものと判断し、ドア１１の近くに設置した認証端末装置１８により認証を行なうように、音声により促すものである。

ステップＳ１４の判定の結果、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近していない場合、人物検出部２１により検出された人物領域の中から、顔検出部２３により顔検出処理が行なわれる（ステップＳ１６，Ｓ１７）。ここで顔領域が検出されなかった場合は、主制御部２６は、ステップＳ１１，Ｓ１２において人物領域が検出されてからあらかじめ定められた一定時間経過したか否かをチェックし（ステップＳ１８）、一定時間経過していなければステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１８におけるチェックの結果、一定時間経過していれば、主制御部２６は、スピーカ１６からの音声と発光体１５の点滅動作により、当該歩行者Ｍに対しミラー１３の方向を向くように案内し（ステップＳ１９）、ステップＳ１１に戻る。すなわち、人物領域が検出されているにもかかわらず、人物領域が検出されてから一定時間経過しても顔領域が検出されない場合には、音声により歩行者Ｍに対しミラー１３を向くように指示を与えるとともに、発光体１５を点滅させることにより、歩行者Ｍの顔にミラー１３を介して発光体１５の光を照射し、ミラー１３を向くように促すものである。

ステップＳ１６，Ｓ１７において顔領域が検出された場合、検出された顔領域について顔認証部２４で顔認証処理が行なわれる（ステップＳ２０，Ｓ２１）。すなわち、顔認証部２４では、顔検出部２３で検出された顔領域の画像から固有の特徴情報を抽出し、辞書記憶部２５にあらかじめ登録された固有の特徴情報からなる辞書情報と照合することで、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物か否かの判定を行なう。

ステップＳ２０，Ｓ２１での判定の結果、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物でないと判定された場合はステップＳ１１に戻り、当該歩行者Ｍはあらかじめ登録された人物であると判定された場合、その歩行者Ｍを人物追跡部２２により追跡する（ステップＳ２２）。

次に、主制御部２６は、人物追跡部２２による歩行者Ｍの追跡に成功したか否かを判定し（ステップＳ２３）、歩行者Ｍの追跡に失敗した場合はステップＳ１１に戻り、歩行者Ｍの追跡に成功した場合、たとえば、図９に示すように、カメラ１４により撮像された画像を表示部１７に表示するとともに、この表示画面上に、このとき認証対象となっている歩行者Ｍがわかるように、検出された人物領域を矩形パターンＰで表示する（ステップＳ２４）。

次に、主制御部２６は、当該歩行者Ｍはドア１１から一定の距離まで接近したか否かを判定する（ステップＳ２５）。歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したか否かの判定は、たとえば、カメラ１４から得られる画像内の人物画像をチェックすることにより、当該人物画像から脚部が消滅した時点を歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近したものと判定する。

主制御部２６は、ステップＳ２５での判定の結果、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近していない場合、ステップＳ２２に戻って歩行者Ｍを追跡し、歩行者Ｍがドア１１から一定の距離まで接近した場合、その時点でドア１１を一定時間開けて入場を許可し（ステップＳ２６）、ステップＳ１１に戻る。

次に、第３の実施の形態について説明する。
図１０は、第３の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すものである。第３の実施の形態は、前述した第１の実施の形態（図１）に対し、ミラー１３の角度を変化させるミラー角度制御手段としてのミラー駆動部２８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、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ミラー駆動部２８は、ミラー１３の角度を変化させるもので、モータおよびミラー１３の角度を検知するセンサなどを主体に構成されており、主制御部２６によって制御される。
図１１は、ミラー角度制御の流れを示しており、以下、それについて詳細に説明する。カメラ１４から得られる入力画像中で、顔検出部２３により歩行者Ｍの顔領域が検出されなくなったか否かをチェックし（ステップＳ３１）、顔領域が検出されている場合はステップＳ３３に進み、顔領域が検出されなくなった場合（あるいは、検出されても、あらかじめ定められたサイズ以下の場合）、図１２に示すように、ミラー１３の角度をノーマルの角度に設定し（ステップＳ３２）、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、顔検出部２３により検出された歩行者Ｍの顔領域がカメラ１４から得られる入力画像の下端からあらかじめ定められた一定距離に達したか否かをチェックし、一定距離に達していなければステップＳ３１に戻り、一定距離に達していれば、当該歩行者Ｍはドア１１から一定の距離以下に接近したものと判断し、図１３に示すように、ドア１１の付近を撮像できるように、ミラー１３の角度を下向きに設定して（ステップＳ３２）、ステップＳ３１に戻る。

このように、歩行者Ｍの接近に伴い、ミラー１３の角度を変えることで視野を変更し、広い範囲において歩行者Ｍを捉えることができる。したがって、たとえば、身長の低い歩行者Ｍがドア１１に接近しても、顔を捉えることが可能になり、また、歩行者Ｍがドア１１から一定距離まで到達したか否かの判定を正確に行なうことができ、歩行者Ｍがドア１１に到達した正確なタイミングでドア１１を開けることができる。

以上説明したように上記実施の形態によれば、ミラーを用いたカメラ配置により、カメラと歩行者の顔との距離を長くとることができる。カメラと歩行者の顔との距離を長することで、入力画像中での歩行者の顔の大きさの変化が小さくなり、顔検出の処理速度が向上し、かつ、検出性能も向上する。

また、ドアの近くに認証端末装置を設置することにより、歩きながらの認証に失敗した場合でも、認証を行なうことができる。
また、歩行者が下を向いていても、スピーカあるいは発光体により上を向くように促
すことで、認証の性能が向上する。
さらに、ドアの近くに設置した表示部にカメラから得られる入力画像を表示し、その上に検出した人物領域を描画することで、認証の対象となっている歩行者がわかり、ユーザインタフェースが良くなるという効果も期待できる。

本発明の第１の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の撮像系を透視的に示す模式図。 カメラの配置を説明する模式図。 カメラの別の配置を説明する模式図。 本発明の第１の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すブロック図。 第１の実施の形態に係る処理の流れを詳細に説明するフローチャート。 本発明の第２の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の撮像系を透視的に示す模式図。 本発明の第２の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すブロック図。 第２の実施の形態に係る処理の流れを詳細に説明するフローチャート。 表示部の表示例を示す図。 本発明の第３の実施の形態に係る顔認証装置が適用される入退場管理装置の構成を概略的に示すブロック図。 第３の実施の形態に係るミラー角度制御の流れを説明するフローチャート。 歩行者がドアから離れた位置でのミラー角度を説明する模式図。 歩行者がドアに接近した位置でのミラー角度を説明する模式図。 従来の入退場管理装置の撮像系を透視的に示す模式図。 従来のカメラ配置を説明する模式図。 従来のカメラ配置による入力画像例を示す模式図。 入力画像から顔領域を検出する処理を説明する図。 カメラと歩行者の顔との距離を長くしたカメラ配置を説明する模式図。 カメラと歩行者の顔との距離を長くした場合の入力画像例を示す模式図。

符号の説明

Ｍ…歩行者（認証対象、人物）、１１…ドア、１２…通路、１３…ミラー、１４…カメラ、１５…発光体（指示手段）、１６…スピーカ（指示手段、案内手段）、１７…表示部（表示手段）、１８…認証端末装置、２１…人物検出部（人物検出手段）、２２…人物追跡部（人物追跡手段）、２３…顔検出部（顔検出手段）、２４…顔認証部（認証手段）、２５…辞書記憶部（辞書記憶手段）、２６…主制御部（制御手段）、２７…ドア駆動部（ドア制御手段）、２８…ミラー駆動部（ミラー制御手段）。

Claims (10)

1. 移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物の顔認証を行なう顔認証装置であって、
   前記移動する人物の少なくとも顔を含む画像をミラーを介して撮像する撮像手段と、
   この撮像手段により撮像された画像から前記人物の顔領域を検出する顔検出手段と、
   この顔検出手段により検出された顔領域の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人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定する認証手段と、
   を具備したことを具備したことを特徴とする顔認証装置。
2. 前記ミラーは、前記特定の位置の近傍に前記移動してくる人物の少なくとも顔を含む画像を前記撮像手段の方向に反射せしめる角度で設置されていることを特徴とする請求項１記載の顔認証装置。
3. 前記顔検出手段において顔領域が検出されなかった場合、前記移動する人物に対し顔を前記ミラーの方向に向けるように指示する指示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２記載の顔認証装置。
4. 前記顔検出手段の検出結果に基づき、前記移動する人物が前記特定の位置から所定距離の位置まで到達したことを検出する人物位置検出手段と、
   この人物位置検出手段の検出結果に基づき前記ミラーの角度を変化させるミラー角度制御手段と、
   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２記載の顔認証装置。
5. 前記特定の位置の近傍に設けられ、前記撮像手段により撮像された画像とともに、このとき認証対象となっている人物を矩形パターンで表示する表示手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の顔認証装置。
6. 移動する人物が入退場対象エリアに設けられたドアに到達するまでに当該人物の顔認証を行ない、その認証結果に基づき前記ドアを開閉制御する入退場管理装置であって、
   前記移動する人物の少なくとも顔を含む画像をミラーを介して撮像する撮像手段と、
   この撮像手段により撮像された画像から前記人物の顔領域を検出する顔検出手段と、
   この顔検出手段により検出された顔領域の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人物はあらかじめ登録された人物であるかを判定する認証手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像に基づき、前記移動する人物が前記ドアから所定距離の位置まで接近したことを検出する第１の人物位置検出手段と、
   前記顔検出手段により顔領域が検出される前に前記第１の人物位置検出手段により前記移動する人物が前記ドアから所定距離の位置まで接近したことを検出された場合、当該人物に対し前記ドアの近傍に設置された認証端末装置により認証を行なうように案内する案内手段と、
   前記ドアの近傍に設置され、前記案内手段による案内に基づき当該人物が操作するもので、当該人物が提示する認証用情報を用いて当該人物はあらかじめ登録された人物であるか否かを判定する認証端末装置と、
   前記認証手段の判定結果あるいは前記認証端末装置の判定結果に基づき前記ドアを開閉制御するドア制御手段と、
   を具備したことを具備したことを特徴とする入退場管理装置。
7. 前記ミラーは、前記ドアの近傍に前記移動してくる人物の少なくとも顔を含む画像を前記撮像手段の方向に反射せしめる角度で設置されていることを特徴とする請求項６記載の入退場管理装置。
8. 前記顔検出手段において顔領域が検出されなかった場合、前記移動する人物に対し顔を前記ミラーの方向に向けるように指示する指示手段をさらに具備したことを特徴とする請求項６または請求項７記載の入退場管理装置。
9. 前記顔検出手段の検出結果に基づき、前記移動する人物が前記ドアから所定距離の位置まで到達したことを検出する第２の人物位置検出手段と、
   この第２の人物位置検出手段の検出結果に基づき前記ミラーの角度を変化させるミラー角度制御手段と、
   をさらに具備したことを特徴とする請求項６または請求項７記載の入退場管理装置。
10. 前記ドアの近傍に設けられ、前記撮像手段により撮像された画像とともに、このとき認証対象となっている人物を矩形パターンで表示する表示手段をさらに具備したことを特徴とする請求項６記載の入退場管理装置。

Images