JP2007220004A - テレビおよび認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】わずかな情報の処理により顔の少なくとも一部を高い精度で認証する。
【解決手段】テレビ１００は、カメラ１５０と、メモリ１５２などと、ＣＰＵ１１０と、ＣＰＵ１１０とチューナ１１４とをつなぐ配線とを含む。カメラ１５０は撮像する。メモリ１５２などは、顔部分の位置に対応づけて、テンプレートデータを蓄積する。ＣＰＵ１１０は、カメラ１５０が撮像により生成した画像データから顔部分の位置を特定し、顔部分の画像が表わす情報を作成し、メモリ１５２などが蓄積したテンプレートデータのうち、自らが特定した位置に対応するデータを選択し、自らが作成した情報と照合する。ＣＰＵ１１０とチューナ１１４とをつなぐ配線は、ＣＰＵ１１０による照合の結果を表わす情報を出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、テレビおよび認証装置に関し、特に、個人認証のために情報検索を実施するテレビおよび認証装置に関する。

特許文献１は、画像中から人物の顔を検出する顔検出システムを開示する。顔検出システムは、画像取得部と、分離度検出部と、顔向きテンプレート記憶部と、右鼻孔テンプレート記憶部と、左鼻孔テンプレート記憶部と、右鼻孔検出部と、左鼻孔検出部と、顔検出部とを備える。画像取得部は、画像を取得する。分離度検出部は、取得した画像から特徴点候補の抽出を分離度フィルタによって行なう。顔向きテンプレート記憶部は、複数の顔向きテンプレートを記憶する。右鼻孔テンプレート記憶部は、右鼻孔テンプレートを記憶する。左鼻孔テンプレート記憶部は、左鼻孔テンプレートを記憶する。右鼻孔検出部は、抽出した特徴点候補と記憶した右鼻孔テンプレートを用いて右鼻孔検出を行なう。左鼻孔検出部は、抽出した特徴点候補と記憶した左鼻孔テンプレートを用いて左鼻孔検出を行なう。顔検出部は、右鼻孔の検出状態、または、左鼻孔の検出状態に基づいて、記憶した複数の顔向きテンプレートから所定の顔向きテンプレートを選択し、この選択した顔向きテンプレートと取得した画像とを用いて顔検出を行なう。

特許文献１に開示された発明によると、人物の顔向きが左右に大きく変化したり、眼鏡を着用したりしている場合でも、頑健で高精度な顔検出システムを提供できる。

特許文献２は、顔の輪郭および顔の構成部品を含むとともに、顔の種類、顔の向きおよび顔に照射される光源の方向が少なくとも異なる複数の顔テンプレートと人物の顔を含む顔画像とのマッチング度を求めるテンプレートマッチングを行って、マッチング度が最も高い顔テンプレートを決定し、マッチング度が最も高い顔テンプレートに基づいて、顔画像上の顔を含む顔領域における顔の向きおよび顔に照射される光源の方向に関する情報を取得するマッチング方法を開示する。

特許文献２に開示された発明によると、顔画像に含まれる顔のコントラストを考慮して、顔領域を適切に抽出するための情報を得ることができる。

特許文献３は、デジタル画像の自動分類方法を開示する。デジタル画像の自動分類方法は、人間の顔の存在するイメージを解析し、画像のフレームに対する、配置された顔の位置を判定し、画像のフレームに対する顔の相対位置に基づいて、画像を分類するステップを備える。

特許文献３に開示された発明によると、画像の自動分類や、所望とする感情効果を実現するための編集を実現できる。

特許文献４は、画像入力部を備え、この画像入力部より入力される画像データを基に顔の認識処理を行なう顔認識装置を開示する。顔認識装置は、駆動部と、顔方向検出部と、移動制御部とを備える。駆動部は、画像入力部の空間に対する位置または向きの少なくとも一方を移動させる。顔方向検出部は、画像データを基にこの画像に写された顔の方向を検出する。移動制御部は、顔方向検出部が検出した顔方向に基づいて駆動部を制御する。

特許文献４に開示された発明によると、人がわざわざ移動したり向きを変えたり姿勢を正したりする手間をかけることや、そのような動作による違和感を与えることがないままに、精度の高い顔認識を行なうことができる。
特開２００４−２５９２１５号公報 特開２００１−２１６５１８号公報 特開２００１−２７３５０５号公報 特開２００１−２４３４６６号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された発明では、顔検出のために多くの情報を処理しなくてはならないという問題点がある。

特許文献３に開示された発明では、顔検出について何ら考慮されていないという問題点がある。

特許文献４に開示された発明では、顔検出のために駆動部を必要とするので、複雑な構造の装置を必要とするという問題点がある。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、わずかな情報の処理により顔の少なくとも一部を高い精度で認証できるテレビおよび認証装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、テレビは、撮像手段と、特定手段と、作成手段と、蓄積手段と、選択手段と、照合手段と、受信手段と、抽出手段と、表示手段とを含む。撮像手段は撮像する。特定手段は、撮像手段が撮像により生成した画像データから、画像データが表わす画像における生物の顔部分の位置を特定する。作成手段は、画像データに基づいて、画像の顔部分が表わす情報を作成する。蓄積手段は、画像の中心よりも画像の外周に近い複数の位置のいずれかまたは画像の中心にそれぞれ対応付けて、情報を蓄積する。選択手段は、特定手段が特定した位置に基づいて、蓄積手段が蓄積した情報のうち、特定手段が特定した位置に対応する情報を選択する。照合手段は、作成手段が作成した情報と選択手段が選択した情報とを照合する。受信手段は、放送信号を受信する。抽出手段は、放送信号のうち、照合手段による照合の結果に対応する信号を抽出する。表示手段は、抽出手段が抽出した信号に対応する映像を表示する。

本発明の他の局面に従うと、認証装置は、撮像手段と、特定手段と、作成手段と、蓄積手段と、選択手段と、照合手段と、出力手段とを含む。撮像手段は撮像する。特定手段は、撮像手段が撮像により生成した画像データから、画像データが表わす画像における生物の顔部分の位置を特定する。作成手段は、画像データに基づいて、画像の顔部分が表わす情報を作成する。蓄積手段は、顔部分の位置に対応づけて、情報を蓄積する。選択手段は、特定手段が特定した位置に基づいて、蓄積手段が蓄積した情報のうち、特定手段が特定した位置に対応する情報を選択する。照合手段は、作成手段が作成した情報と選択手段が選択した情報とを照合する。出力手段は、照合手段による照合の結果を表わす情報を出力する。

また、上述の蓄積手段は、画像の中心からの距離が互いに異なる複数の位置のいずれかにそれぞれ対応づけて、情報を蓄積するための手段を含むことが望ましい。

もしくは、上述の情報を蓄積するための手段は、画像の中心よりも画像の外周に近い複数の位置のいずれかまたは画像の中心にそれぞれ対応づけて、情報を蓄積するための手段を含むことが望ましい。

また、上述の蓄積手段は、制御手段と、記憶手段とを含むことが望ましい。制御手段は、顔部分の位置が互いに異なる複数の画像を撮像するように、撮像手段を制御する。記憶手段は、撮像手段が撮像した画像における顔部分の位置に対応づけて、作成手段が作成した情報を記憶する。

もしくは、上述の制御手段は、指定手段と、送信手段とを含むことが望ましい。指定手段は、ユーザに対しユーザの顔位置を指定する。送信手段は、指定手段がユーザの顔位置を指定すると、撮像を命ずる信号を撮像手段に対し送信する。併せて、記憶手段は、指定手段が指定した位置に対応づけて、作成手段が作成した情報を記憶するための手段を含むことが望ましい。

もしくは、上述した作成手段は、顔部分の画像の色分布を表わす情報を作成するための手段を含むことが望ましい。

本発明に係るテレビおよび認証装置は、わずかな情報の処理により顔の少なくとも一部を高い精度で認証できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態にかかる認証装置の機能を表わす概念図である。本実施の形態にかかる認証装置は、後述するカメラ１５０が撮像した画像２００におけるユーザの顔を認証する。本実施の形態にかかる認証装置は、画像２００におけるユーザの顔部分についてのデータと後述するメモリ１５２が記憶したテンプレートデータとを照合することにより、そのユーザを認証する。ユーザの認証のため、本実施の形態にかかる認証装置は、画像２００における顔部分の位置に基づいて、テンプレートデータ２０２、テンプレートデータ２０４、およびテンプレートデータ２０６などの中から照合するテンプレートデータを選択する。

図２を参照して、本実施の形態にかかる認証装置の構成について説明する。本実施の形態にかかる認証装置は、家庭内に設置されているテレビ１００として実現される。図２は、テレビ１００を正面から表わす図である。

テレビ１００は、ディスプレイ１３０と、スピーカ１４０と、カメラ１５０とを備える。スピーカ１４０は、たとえばステレオ音声の出力が可能なスピーカである。スピーカ１４０の位置は、図２に示されるものに限られない。たとえば、スピーカ１４０は、テレビ１００の筐体の側面に配置されてもよい。本実施の形態の場合のカメラ１５０はテレビ１００の正面の中心に配置されているが、カメラ１５０の配置は中心でなくてもよい。

カメラ１５０は、撮像可能な範囲に存在する被写体を撮像する。被写体には、テレビ１００の視聴者などが含まれる。

図３を参照して、テレビ１００の構成についてさらに説明する。図３は、テレビ１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

テレビ１００は、図２に示される構成に加えて、映像信号と音声信号とからなる放送信号を受信するアンテナ１０２と、アンテナ１０２に接続され、ユーザによって指示されたチャンネルまたは後述するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０が指定した放送信号を抽出するチューナ１１４と、リモコン端末３００からの信号を受信する受光部１０６と、テレビ１００に対する指示の入力を受付ける操作部１０８と、テレビ１００の動作を制御するＣＰＵ１１０とを備える。ＣＰＵ１１０は、メモリ１１２を含む。リモコン端末３００は、テレビ１００の動作を制御するための赤外線光を発する。

テレビ１００はさらに、ＣＰＵ１１０からの信号に基づいてチューナ１１４から出力される信号を映像信号と音声信号とに分離して出力する信号処理回路１２０と、映像を表示するディスプレイ１３０と、信号処理回路１２０から出力される映像信号をディスプレイ１３０に出力するためのドライバ１２８とを備える。

信号処理回路１２０は、チューナ１１４からの信号を映像信号と音声信号とに分離する分離回路１２２と、ＣＰＵ１１０からの信号に基づいてディスプレイ１３０に表示される画像を生成するためのＯＳＤ（On Screen Display）回路１２４とを含む。

テレビ１００はさらに、分離回路１２２から出力される音声信号の入力を受け、ＣＰＵ１１０からの指示に基づいて音声信号を増幅して出力するアンプ１３６と、アンプ１３６から出力される音声信号に基づいて音声を出力するスピーカ１４０とを備える。

図４は、テレビ１００の部品の役割を説明する図である。カメラ１５０が撮像により生成した画像データは、ＣＰＵ１１０に出力される。ＣＰＵ１１０は、その画像データから顔部分の位置を検出し、メモリ１５２が記憶したテンプレートデータと照合し、認証結果に応じた処理を実行する。ディスプレイ１３０は、ＣＰＵ１１０が実行した処理に応じた情報を出力する。

このテレビ１００の制御は、テレビ１００が搭載する装置や回路とＣＰＵ１１０により実行されるソフトウェアとにより実現される。一般的にこうしたソフトウェアは、メモリ１５２に記憶されて、上述したＣＰＵ１１０により実行される。上述した装置や回路自体は一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、メモリ１５２に記憶されたソフトウェアである。なお、コンピュータ自体の動作は周知であるので、ここではその詳細な説明は繰返さない。

図５を参照して、テレビ１００で実行されるプログラムは、テンプレートデータの登録に関し、以下のような制御を実行する。

ステップＳ２００にて、ＣＰＵ１１０は、ＯＳＤ回路１２４に対し、信号を出力する。この信号が出力されると、ＯＳＤ回路１２４は、次の情報を表示させるための信号を生成する。その情報とは、ユーザに対し指定の場所に顔を置くよう指示する情報である。本実施の形態の場合、「指定の場所」とはディスプレイ１３０に表示される画像の中心と四隅と各辺の中央付近とである。ドライバ１２８を介してその信号を受信したディスプレイ１３０は、その情報を表示する。これにより、ＣＰＵ１１０とＯＳＤ回路１２４とドライバ１２８とディスプレイ１３０とは、協調して動作することにより、ユーザに対しユーザの顔位置を指定する仮想回路を構成することとなる。

ステップＳ２０２にて、ＣＰＵ１１０は、撮像を命じる信号をカメラ１５０に対し送信する。信号が送信されると、カメラ１５０は撮像する。ユーザに対する指示の後カメラ１５０に撮像を命じるので、ＣＰＵ１１０は、顔部分の位置が互いに異なる複数の画像を撮像するように、カメラ１５０を制御することとなる。カメラ１５０は、撮像により生成した画像データをメモリ１５２に出力する。メモリ１５２は、ＣＰＵ１１０の制御により、ステップＳ２００においてＣＰＵ１１０などが指定したユーザの位置に対応付けて、カメラ１５０が生成した画像データを記憶する。

ステップＳ２０４にて、ＣＰＵ１１０は、次に述べる第１の手順、第２の手順、および第３の手順により、メモリ１５２が記憶した画像データが表わす画像における、顔部分の位置を検出する。顔部分の画像を検出するため、第１の手順として、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した画像データのうち、顔部分の画像が含まれているか否かを判断しようとする部分のデータを変換する。これにより、判断の対象となる部分の画像は縮小される。第２の手順として、ＣＰＵ１１０は、判断の対象となる部分のうち、水平方向に隣接する３つの領域についての、色の明度の分布を表わす値を算出する。これら３つの領域の位置は、設計者によって予め定められている。本実施の形態の場合、色の明度の分布を表わす値を算出するため、ＣＰＵ１１０は、各領域の画素について明度の平均値を算出する。第３の手順として、ＣＰＵ１１０は、第２の手順で算出した分布が要件を満たすか否かを判断する。どのような要件を適用するかということは特に限定されない。本実施の形態の場合、水平方向に隣接する３つの領域において、中央の領域についての明度の平均値が両隣の領域についての明度の平均値より高いことという要件を適用する。通常、人間の顔の画像は、両目の付近の明度は低くなり、かつ鼻筋付近の明度が高くなることに基づくものである。要件が満たされている場合、メモリ１５２は、明度の平均値を算出した各領域の中央の座標を記憶する。要件が満たされなかった場合、ＣＰＵ１１０は、上述した領域とは別の領域について、第２の手順と第３の手順とを繰返す。

ステップＳ２０６にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２がステップＳ２０４にて座標を記憶したか否かに基づき、画像から顔部分が検出されたか否かを判断する。顔部分が検出されたと判断した場合には（ステップＳ２０６にてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０８へと移される。もしそうでないと（ステップＳ２０６にてＮＯ）、処理はステップＳ２００へと移される。

ステップＳ２０８にて、ＣＰＵ１１０は、自らが検出した顔部分の位置とメモリ１５２が記憶した画像データとに基づいて、テンプレートデータを作成する。本実施の形態の場合、「テンプレートデータ」とは、顔部分の画像が表わす情報のことである。どのようなデータをテンプレートデータとして取扱うかということは特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、「テンプレートデータ」とは、顔部分の画像のグラデーションと目の間隔を表わす値とを意味する。

ステップＳ２１０にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２の顔テンプレートデータベースに、ステップＳ２００においてＣＰＵ１１０自身などが指定したユーザの位置に対応付けて、自らが作成したテンプレートデータを登録する。これにより、メモリ１５２は、ステップＳ２００においてＣＰＵ１１０などが指定したユーザの位置に対応付けて、テンプレートデータを記憶することとなる。図５から明らかなように、この処理は繰返されることとなるので、メモリ１５２は、複数の画像についてのテンプレートデータを記憶することとなる。テンプレートデータの記憶にあたり、ステップＳ２００の処理が実施されるので、メモリ１５２は、画像の中心よりも画像の外周に近い複数の位置のいずれかまたは画像の中心にそれぞれ対応づけて、テンプレートデータを蓄積することとなる。

ステップＳ２１２にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した顔テンプレートデータベースの内容を参照することにより、作成が必要なテンプレートデータをすべて作成したか否かを判断する。本実施の形態の場合、作成が必要なテンプレートデータは、中央に顔が写っている画像についてのテンプレートデータ、隅に顔が写っている画像についてのテンプレートデータ、および外周の一辺の中央付近に顔が写っている画像についてのテンプレートデータである。本実施の形態の場合、「隅に顔が写っている画像についてのテンプレートデータ」として、互いに異なる４つの隅にそれぞれ顔が写っている４枚の画像それぞれについてのテンプレートデータが作成される。本実施の形態の場合、「外周の一辺の中央付近に顔が写っている画像についてのテンプレートデータ」として、互いに異なる辺の中央付近にそれぞれ顔が写っている４枚の画像についてのテンプレートデータが作成される。テンプレートデータを作成したと判断した場合（ステップＳ２１２にてＹＥＳ）、処理は終了する。もしそうでないと（ステップＳ２１２にてＮＯ）、処理はステップＳ２００へと移される。

図６を参照して、テレビ１００で実行されるプログラムは、ユーザの認証に関し、以下のような制御を実行する。

ステップＳ２２０にて、カメラ１５０は撮像する。カメラ１５０は、撮像により生成した画像データをメモリ１５２に記憶させる。ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した画像データから、ユーザの顔位置を検出する。顔位置を検出するための具体的な手順は、ステップＳ２０４と同様である。これにより、ＣＰＵ１１０は、カメラ１５０が撮像により生成した画像データから、画像データが表わす画像におけるユーザの顔部分の位置を特定することとなる。顔位置が検出されると、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した画像データに基づいて、画像の顔部分が表わす情報を作成する。本実施の形態の場合、ＣＰＵ１１０は、顔部分の画像が表わす情報として、顔部分の画像の色分布を表わす情報を作成する。本実施の形態の場合、ＣＰＵ１１０は、顔部分の画像の色分布を表わす情報として、左目があると予測される領域における画素の明度の平均値と、右目があると予測される領域における画素の明度の平均値とを算出する。本実施の形態の場合、ＣＰＵ１１０は、ＣＰＵ１１０自身が特定した顔部分の位置に予め定められた数値を加減することにより、左目があると予測される領域の原点と右目があると予測される領域の原点とを算出する。左目があると予測される領域と右目があると予測される領域との大きさは、メモリ１５２が予め記憶していることとする。

ステップＳ２２２にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した顔テンプレートデータベースから、初めに照合する人物のテンプレートデータを取得する。

ステップＳ２２４にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が画像データとして記憶した画像における顔部分が、その画像の中央以外の領域にあるか否かを判断する。中央以外の領域にあると判断した場合には（ステップＳ２２４にてＹＥＳ）、処理はステップＳ２２６へと移される。もしそうでないと（ステップＳ２２４にてＮＯ）、処理はステップＳ２２８へと移される。

ステップＳ２２６にて、ＣＰＵ１１０は、ＣＰＵ１１０自身が特定した位置に対応するテンプレートデータを読出す。これにより、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０にてＣＰＵ１１０自身が特定した位置に基づいて、メモリ１５２が記憶した複数のテンプレートデータのうち、ステップＳ２２０にてＣＰＵ１１０自身が特定した位置に対応するテンプレートデータを選択する。

ステップＳ２２８にて、ＣＰＵ１１０は、正面顔のテンプレートデータをメモリ１５２から読出す。「正面顔のテンプレートデータ」とは、顔が画像の中央にある場合のテンプレートデータを意味する。これにより、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０にてＣＰＵ１１０自身が特定した位置に基づいて、メモリ１５２が記憶した複数のテンプレートデータのうち、ステップＳ２２０にてＣＰＵ１１０自身が特定した位置に対応するテンプレートデータを選択することとなる。

ステップＳ２３０にて、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０にて作成した情報とＣＰＵ１１０自身が選択したテンプレートデータとを照合することにより、顔認証を実行する。顔認証のための具体的な方法は特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、顔認証は、次の２つの値に基づいて実施される。その第１の値は、ステップＳ２２０にて作成した、顔部分を表わす情報と顔テンプレートデータベースに含まれたテンプレートデータとの相関係数である。本実施の形態の場合、ＣＰＵ１１０は、相関係数の算出にあたり、ステップＳ２２０にて検出した顔部分の画像データに対し、予めフィルタリングを施すこととする。第２の値は、ステップＳ２２０にて検出した顔部分の画像データと顔テンプレートデータベースに含まれたテンプレートデータとの、グラデーションの傾きの差である。

ステップＳ２３２にて、ＣＰＵ１１０は、自らが認証した結果に基づき、カメラ１５０が撮像した人物がメモリ１５２から読出したテンプレートデータが表わす人物であると認証できたか否かを判断する（ステップＳ２３２）。認証できたと判断した場合には（ステップＳ２３２にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、チューナ１１４に対し、認証ができたことを表わす信号として、チャンネルを表わす信号を出力する。その信号は、認証されたユーザに応じたチャンネルを表わす。これにより、ＣＰＵ１１０とチューナ１１４とをつなぐ配線が、ＣＰＵ１１０による照合の結果を表わす情報を出力することとなる。チャンネルを表わす信号を受付けたチューナ１１４は、その信号が表わすチャンネルの放送信号を抽出する。これにより、チューナ１１４は、放送信号のうち、ＣＰＵ１１０による照合の結果に対応する信号を抽出することとなる。ディスプレイ１３０は、チューナ１１４が抽出した信号に対応する映像を表示することとなる。映像が表示されると、処理は終了する。もしそうでないと（ステップＳ２３２にてＮＯ）、処理はステップＳ２３４へと移される。

ステップＳ２３４にて、ＣＰＵ１１０は、メモリ１５２が記憶した顔テンプレートデータベースのうち、次に照合する人物のテンプレートデータを取得する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、テレビ１００の動作について説明する。

ＣＰＵ１１０は、ディスプレイ１３０を介してユーザに対し指定の場所に顔を置くよう指示する（ステップＳ２００）。指示があった後、カメラ１５０は撮像する（ステップＳ２０２）。これにより、ＣＰＵ１１０が指定した位置にユーザの顔が写込むこととなる。

撮像の後、ＣＰＵ１１０はユーザの顔部分の位置を検出する（ステップＳ２０４）。位置が検出されると、ＣＰＵ１１０は正しく顔を検出できたか否かを判断する（ステップＳ２０６）。この場合、正しく顔を検出できたとすると（ステップＳ２０６にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、自らが検出した顔部分の位置とメモリ１５２が記憶した画像データとに基づいて、テンプレートデータを作成する（ステップＳ２０８）。テンプレートデータが作成されると、ＣＰＵ１１０は、自らが指定した位置を対応づけて、自らが作成したテンプレートデータを登録する。

テンプレートデータが登録されると、ＣＰＵ１１０はすべてのパターンについてテンプレートデータを作成したか否かを判断する（ステップＳ２１２）。この場合、まだ作成が済んでいないとすると（ステップＳ２１２にてＮＯ）、ステップＳ２００〜ステップＳ２１２の処理が繰返される。

その後、すべてのテンプレートデータを作成すると（ステップＳ２１２にてＹＥＳ）、１人のユーザについてのテンプレートデータの作成は終了する。１人のユーザについてのテンプレートデータの作成が終了すると、テレビ１００は、他のユーザについてのテンプレートデータを作成する。

テレビ１００が設置された家庭の家族全員のテンプレートデータが作成された後、カメラ１５０は、撮像を実施する。撮像が実施されると、ＣＰＵ１１０はカメラ１５０が撮像により生成した画像データから顔部分の位置を検出する（ステップＳ２２０）。位置が検出されると、ＣＰＵ１１０はメモリ１５２が記憶した顔テンプレートデータベースから初めに照合する人物のテンプレートデータを取得する（ステップＳ２２２）。

図７は、テンプレートデータと顔部分の位置との関係を表わす図である。通常、ユーザはテレビ１００のディスプレイ１３０を見ているので、ユーザの視線は画像の中心に向かっている。

テンプレートデータが取得されると、ＣＰＵ１１０は、画像における顔部分が、その画像の中央以外の領域にあるか否かを判断する（ステップＳ２２４）。この場合、図７に示す図のうち左下の部分に顔部分があるとすると（ステップＳ２２４にてＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０はメモリ１５２が記憶した顔テンプレートデータベースからその位置に対応するテンプレートデータ２２２を選択する（ステップＳ２２６）。テンプレートデータ２２２が選択されると、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ２２０にて作成した情報とＣＰＵ１１０自身が選択したテンプレートデータとを照合することにより、認証を実行する（ステップＳ２３０）。認証が実行されると、ＣＰＵ１１０は、カメラ１５０が撮像した人物とテンプレートデータ２２２が表わす人物とが一致するか否かを判断する（ステップＳ２３２）。この場合、一致しなかったとすると（ステップＳ２３２にてＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、次に照合する人物のテンプレートデータを顔テンプレートデータベースから取得する（ステップＳ２３４）。

以上のようにして、本実施の形態に係るテレビは、画像内の複数の座標にそれぞれ対応した、顔についてのテンプレートデータを予め記憶する。その上で、本実施の形態に係る認証装置は、認証時に検出した顔画像に基づくデータと予め記憶したテンプレートデータとにより認証を実施する。

通常、広角レンズが用いられたカメラで撮像すると、撮像により得られた画像に次のような特徴が表れる。第１の特徴は、外周部分が歪むことである。第２の特徴は、画像の正面部分と周辺部分とで照明条件が異なることである。第３の特徴は、画像の正面部分と周辺部分とでカメラを注視する顔の向きが異なることである。本実施の形態に係るテレビは、これらの特徴を含むように、画像の中央に写った顔のテンプレートデータと画像の周囲に写った顔のテンプレートデータとを予め記憶する。

本実施の形態に係るテレビは、顔が検出された位置に応じたテンプレートデータを用いて認証を実施する。たとえば、画像の中央に対して左端にある顔に対しては、左向きの顔についてのテンプレートデータが用いられる。認証の際、顔が検出された座標に応じたテンプレートデータが用いられると、認証率は向上する。この効果は、次に述べる第１の理由、第２の理由、および第３の理由により得られる。

第１の理由は、撮像された画像において顔が外周部分に位置している場合、画像の歪が織り込まれたテンプレートを用いて認証されることである。

第２の理由は、画像の正面部分と周辺部分とにおける照明条件の相違がテンプレートに織り込まれていることである。本実施の形態に係る認証装置は、カメラ付きテレビである。テレビは据え置いて使用されることが多い。本実施の形態に係るテレビは、据え置いた状態でテンプレートデータを作成する。これにより、テンプレートの作成の際、画像の正面部分と周辺部分とにおける照明条件の相違がテンプレートに織り込まれる。これにより、上述したように、画像の正面部分と周辺部分とにおける照明条件の相違がテンプレートに織り込まれる。

第３の理由は、顔の認証に対しては、顔の向きが精度に大きく影響を与えることである。この効果は、カメラの解像度や顔を認識するためのアルゴリズムの影響を受けない。

本実施の形態に係るテレビは、テンプレートデータの選択にあたり、適切なテンプレートデータを簡便に選択できる。通常、テレビを視聴しようとする人物は、テレビのディスプレイの方向を向く。本実施の形態に係るテレビはカメラを搭載している。これにより、テレビを視聴しようとする人物は、カメラの方向に向いていることとなる。テレビを視聴しようとする人物がカメラの方向に向いているので、カメラが撮像した画像における顔の位置とその顔の向きとが対応することとなる。顔の位置とその顔の向きとが対応するので、本実施の形態に係るテレビは、顔の位置を検出すれば顔の向きも適切に検出できることとなる。これが、適切なテンプレートデータを本実施の形態に係るテレビが簡便に選択できる理由である。これにより、本実施の形態にかかるテレビは、従来の認証装置に比べ、認証のための情報処理を大幅に簡略化できる。

その結果、本実施の形態にかかるテレビは、わずかな情報の処理により顔の少なくとも一部を高い精度で認証できる。わずかな情報の処理により顔の少なくとも一部が高い精度で認証されるので、本実施の形態にかかるテレビは、迅速かつ的確に視聴中のユーザに応じた動作を実現できる。

なお、本実施の形態の第１の変形例にかかる認証装置は、テレビではなくカメラとして実現されてもよい。

また、本実施の形態の第２の変形例にかかる認証装置のＯＳＤ回路は、ステップＳ２００にて、ユーザに対し次の場所に顔を置くよう指示する情報を生成してもよい。その場所とは、ディスプレイ１３０に表示される画像の中心に対して渦巻き状に配置される複数の場所である。これにより、メモリは、画像の中心からの距離が互いに異なる複数の位置にそれぞれ対応づけて、顔部分の画像が表わすテンプレートデータを蓄積することとなる。

また、本実施の形態の第３の変形例にかかる認証装置のＣＰＵは、人以外の生物の顔部分の位置を特定してもよい。この場合、ＣＰＵは、ステップＳ２０４にて判断に用いた要件に代え、特定しようとする生物に適した要件を用いる。

また、本実施の形態の第３の変形例にかかる認証装置において、ＣＰＵ１１０による処理が、論理回路によって実現されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態にかかる認証装置の機能を表わす概念図である。 本発明の実施の形態にかかるテレビを正面から表わす図である。 本発明の実施の形態にかかるテレビのハードウェア構成を表わすブロック図である。 本発明の実施の形態にかかるテレビの部品の役割を説明する図である。 本発明の実施の形態にかかるテンプレートデータの登録処理の制御の手順を表わすフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるテレビの認証処理の制御の手順を表わすフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるテンプレートデータと顔部分の位置との関係を表わす図である。

符号の説明

１００ テレビ、１０２ アンテナ、１０６ 受光部、１０８ 操作部、１１０ ＣＰＵ、１１２，１５２ メモリ、１１４ チューナ、１２０ 信号処理回路、１２２ 分離回路、１２４ ＯＳＤ回路、１２８ ドライバ、１３０ ディスプレイ、１３６ アンプ、１４０ スピーカ、１５０ カメラ、２００ 画像、２０２，２０４，２０６，２２２ テンプレートデータ、３００ リモコン端末。

Claims (7)

1. 撮像するための撮像手段と、
   前記撮像手段が撮像により生成した画像データから、前記画像データが表わす画像における生物の顔部分の位置を特定するための特定手段と、
   前記画像データに基づいて、前記画像の顔部分が表わす情報を作成するための作成手段と、
   前記画像の中心よりも前記画像の外周に近い複数の位置のいずれかまたは前記画像の中心にそれぞれ対応付けて、情報を蓄積するための蓄積手段と、
   前記特定手段が特定した位置に基づいて、前記蓄積手段が蓄積した情報のうち、前記特定手段が特定した位置に対応する情報を選択するための選択手段と、
   前記作成手段が作成した情報と前記選択手段が選択した情報とを照合するための照合手段と、
   放送信号を受信するための受信手段と、
   前記放送信号のうち、前記照合手段による照合の結果に対応する信号を抽出するための抽出手段と、
   前記抽出手段が抽出した信号に対応する映像を表示するための表示手段とを含む、テレビ。
2. 撮像するための撮像手段と、
   前記撮像手段が撮像により生成した画像データから、前記画像データが表わす画像における生物の顔部分の位置を特定するための特定手段と、
   前記画像データに基づいて、前記画像の顔部分が表わす情報を作成するための作成手段と、
   前記顔部分の位置に対応付けて、情報を蓄積するための蓄積手段と、
   前記特定手段が特定した位置に基づいて、前記蓄積手段が蓄積した情報のうち、前記特定手段が特定した位置に対応する情報を選択するための選択手段と、
   前記作成手段が作成した情報と前記選択手段が選択した情報とを照合するための照合手段と、
   前記照合手段による照合の結果を表わす情報を出力するための出力手段とを含む、認証装置。
3. 前記蓄積手段は、前記画像の中心からの距離が互いに異なる複数の前記位置のいずれかにそれぞれ対応付けて、前記情報を蓄積するための手段を含む、請求項２に記載の認証装置。
4. 前記情報を蓄積するための手段は、前記画像の中心よりも前記画像の外周に近い複数の位置のいずれかまたは前記画像の中心にそれぞれ対応付けて、前記情報を蓄積するための手段を含む、請求項３に記載の認証装置。
5. 前記蓄積手段は、
   前記顔部分の位置が互いに異なる複数の画像を撮像するように、前記撮像手段を制御するための制御手段と、
   前記撮像手段が撮像した画像における前記顔部分の位置に対応付けて、前記作成手段が作成した情報を記憶するための記憶手段とを含む、請求項２に記載の認証装置。
6. 前記制御手段は、
   ユーザに対し前記ユーザの顔位置を指定するための指定手段と、
   前記指定手段が前記ユーザの顔位置を指定すると、撮像を命ずる信号を前記撮像手段に対し送信するための送信手段とを含み、
   前記記憶手段は、前記指定手段が指定した位置に対応付けて、前記作成手段が作成した情報を記憶するための手段を含む、請求項５に記載の認証装置。
7. 前記作成手段は、前記顔部分の画像の色分布を表わす情報を作成するための手段を含む、請求項２に記載の認証装置。

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