JP2008146539A - 顔認証装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る顔認証装置は、入力される顔画像データの特徴量データと顔画像データ登録部30に登録された顔画像データの特徴量データとの間の類似度を算出する第1の類似度算出部50と、特徴量データ記憶部60に記憶された複数の特徴量データと第1の類似度抽出部50が抽出する特徴量データとの間の類似度を算出する第2の類似度算出部70と、第2の算出部70が算出する類似度に基づいて、入力顔画像データと登録顔画像データとが同一人か否かを判断するための閾値を設定する閾値設定部80と、閾値設定部80により設定された閾値と第1の類似度算出部70が算出する類似度とを比較して、入力顔画像データと登録顔画像データとが同一人のものであるか否かを判定する識別判定部90とを備えている。
【選択図】図1
Description
この構成により、入力される顔画像データに対応した閾値を設定することができるので、入力される顔画像の撮像環境にかかわらず、高精度に個人識別できる。
この構成により、特徴量データ記憶部が撮像条件毎に分類されるので、入力される顔画像データの撮像条件が多様化しても、入力される顔画像の撮像環境にかかわらず、高精度に個人識別できる。
この構成により、新しい顔画像データの特徴量データを追加する場合に、当該特徴量データを、最も適切な副特徴量データ記憶部に分類して記憶することができる。
この構成により、第1および第2の抽出部が抽出する特徴量データの間の類似度を簡単に算出できる。
この構成により、第1および第2の抽出部が抽出する特徴量データの間の類似度を簡単に算出できる。
この構成により、個人識別に適した閾値を簡単に設定できる。
以下、本発明の実施の形態1に係る顔認証装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、部屋のドアの開閉認証や携帯電話機の使用認証等に用いられ、顔画像データを利用して本人認証を行う顔認証装置の場合を例示する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る顔認証装置の構成を模式的に示すブロック図である。
顔画像データ取得部10は、例えば、ビデオカメラやイメージスキャナーなどから入力される顔画像データを取得する。
具体的には、第1および第2の特徴量抽出部20、40は、例えば、顔画像データ中の目や鼻や口の位置などに基づいて、当該顔画像データ中の顔領域を一定の大きさおよび形状に切り出し、切り出した領域全ての画素の輝度値を要素とする一次元のベクトルvを特徴量データに変換した特徴量データxを抽出する。
すなわち、まず、撮影条件を変えて撮影した同一人物の複数の画像を拭く数人分用意し、これらの画像から一次元のベクトルを求める。そして、同一人物内の変動成分である摂動成分分布と、他の人物間の変動成分である個人間変動成分分布から、それぞれの特徴ベクトル分布の共分散行列Σ1、Σ2を求め、2つの共分散行列Σ1、Σ2を同時に対角化する行列Lを求める。
顔画像データ登録部30には、所定の撮像条件下で撮像された顔画像データが予め登録されている。
図2に示されるように、まず、カメラやスキャナー等から入力される顔画像データを顔画像データ取得部10により取得する(ステップ(STEP(以下、Sと称する))201)。次に、顔画像データ取得部10により取得された顔画像データから特徴量を抽出する(S202)。次に、第2の類似度算出部70が、特徴量データ記憶部60内に記憶されている複数の特徴量データと、入力される顔画像データの特徴量データとを照合して、両特徴量データ間の類似度として、両特徴量データ間の特徴量の類似度を算出する(S203)。
図3に示されるように、顔画像データ取得部10に入力される顔画像データの入力顔画像201、202と、顔画像データ登録部30に登録されている顔画像データの登録顔画像203に対応する人物は全て同一人物であると仮定する。ここで、入力顔画像201と登録顔画像203は照明の明るさや方向などが大きく異なる撮像環境で撮影されており、入力顔画像202と登録顔画像203は近い撮像環境で撮影されているものとする。
以下、本発明の実施の形態2に係る顔認証装置について、図面を用いて説明する。
図4は、本発明の実施の形態2に係る顔認証装置の構成を模式的に示すブロック図である。
図1に示されるように、本発明の実施の形態1に係る顔画像認証装置1では、特徴量データ記憶部60は副特徴量データ記憶部を有していないのに対し、図4に示されるように、本発明の実施の形態2に係る顔画像認証装置1aでは、特徴量データ記憶部61は複数の副特徴量データ記憶部611〜61nを有している点で相違する。
図4に示されるように、本発明の実施の形態2に係る顔認証装置1aは、顔画像データ取得部10と、第1の特徴量抽出部20と、顔画像データ登録部30と、第2の特徴量抽出部40と、第1の類似度算出部50と、特徴量データ記憶部61と、複数の副特徴量データ記憶部611〜61nと、第2の類似度算出部70aと、閾値設定部80と、識別判定部90と、特徴量データ分類部100、100bと、副特徴量データ記憶部選択部110と、特徴量データ更新判断部120とを備えて構成されている。なお、特徴量データ分類部100および100bの機能は、後述するように同一である。
複数の副特徴量データ記憶部611〜61nには、異なる撮像条件下で撮像された複数人の顔画像データから各々抽出された複数の特徴量データが上記異なる撮像条件毎にそれぞれ分類して記憶されている。
副特徴量データ記憶部選択部110は、複数の副特徴量データ記憶部611〜61n、第2の類似度算出部70aおよび特徴量データ分類部100に接続されている。副特徴量データ記憶部選択部110は、特徴量データ分類部100による分類結果に従って、複数の副特徴量データ記憶部611〜61nのうち、顔画像データ登録部30に登録されている顔画像データの所定の撮像条件に最も近い撮像条件に対応した副特徴量データ記憶部を選択する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る顔認証装置の動作フロー図である。
図2とは、S501が追加され、S502がS203に代えて追加され、S503がS204に代えて追加されている点で相違する。
次に、副特徴量データ記憶部選択部110が、特徴量データ記憶部61内の複数の副特徴量データ記憶部611〜61nのうち、顔画像データ登録部30に登録されている顔画像データの所定の撮像条件に最も近い撮像条件に対応した副特徴量データ記憶部を選択する(S501)。
マスクやサングラスや眼鏡といった顔の向きによって分類されている場合、顔上にアクセサリーが存在するか否かを、例えば、BoostingやSVM(Support Vector Machine)を用いて判定できる。
まず、特徴量データ分類部100bが、複数の副特徴量データ記憶部611〜61nのうち、追加する新たな顔画像データの撮像条件に最も近い撮像条件に対応した副特徴量データ記憶部を選択する。次に、特徴量データ更新判断部120が、選択された副特徴量データ記憶部に、新たな顔画像データの特徴量データを追加するか否かを判断する。具体的には、追加したい特徴量データと、選択された副特徴量データ記憶部内の全ての特徴量データとの間の距離値を算出する。
このようにして、特徴量データ更新判断部120を設けたことにより、新しい顔画像データの特徴量データを追加する場合に、当該特徴量データを、最も適切な副特徴量データ記憶部に分類して記憶することができる。なお、例えば、動画像から入力画像を取得する場合、同一人物が連続して現れるが、追跡判定などを用いて、同じ人物は登録しないようにしている。
10 顔画像データ取得部
20 第1の特徴量抽出部
30 顔画像データ登録部
40 第2の特徴量抽出部
50 第1の類似度算出部
60、71 特徴量データ記憶部
611〜61n 第1〜第nの副特徴量データ記憶部
70、71 第2の類似度算出部
80 閾値設定部
90 識別判定部
100 特徴量分類部
110 副特徴量データ記憶部選択部
120 特徴量データ更新判断部
Claims (6)
- 入力される顔画像データから特徴量データを抽出する第1の抽出部と、
所定の撮像条件下で撮像された顔画像データが登録されている顔画像データ登録部と、
上記顔画像データ登録部に登録されている顔画像データから特徴量データを抽出する第2の抽出部と、
上記第1および第2の抽出部がそれぞれ抽出する特徴量データを照合して、両特徴量データ間の類似度を算出する第1の算出部と、
上記所定の撮像条件と略同一の条件下で撮像された複数人の顔画像データから各々抽出された複数の特徴量データが記憶された特徴量データ記憶部と、
上記特徴量データ記憶部に記憶された複数の特徴量データと上記第1の抽出部が抽出する特徴量データとを照合して、両特徴量データ間の類似度を算出する第2の算出部と、
上記第2の算出部が算出する類似度に基づいて、上記入力される顔画像データと上記顔画像データ登録部に登録されている顔画像データとが同一人のものであるか否かを判断するための閾値を設定する閾値設定部と、
上記閾値設定部により設定された閾値と上記第1の算出部が算出する類似度とを比較することによって、上記入力される顔画像データと上記顔画像データ登録部に登録されている顔画像データとが同一人のものであるか否かを判定する判定部とを備えたことを特徴とする顔認証装置。 - 上記特徴量データ記憶部は、異なる撮像条件下で撮像された複数人の顔画像データから各々抽出された複数の特徴量データが上記異なる撮像条件毎にそれぞれ分類して記憶された複数の副特徴量データ記憶部を有し、
上記第2の算出部は、上記複数の副特徴量データ記憶部のうち、上記顔画像データ登録部に登録されている顔画像データの上記所定の撮像条件に最も近い撮像条件に対応した副特徴量データ記憶部に記憶された複数の特徴量データと上記第1の抽出部が抽出する特徴量データとを照合して、両特徴量データ間の類似度を算出する請求項1に記載の顔認証装置。 - 新たな顔画像データを上記顔画像データ登録部に登録するとき、上記第2の抽出部により抽出される上記新たな顔画像データの特徴量データを、上記複数の副特徴量データ記憶部のうち、上記新たな顔画像データの撮像条件に最も近い撮像条件に対応した副特徴量データ記憶部に記憶する請求項2に記載の顔認証装置。
- 上記第1の算出部は、上記第1および第2の抽出部が抽出する特徴量データの間の距離に基づいて、両特徴量データ間の類似度を算出する請求項1に記載の顔認証装置。
- 上記第2の算出部は、上記特徴量データ記憶部に記憶された複数の特徴量データと上記第1の抽出部が抽出する特徴量データとの間の距離に基づいて、両特徴量データ間の類似度を算出する請求項1に記載の顔認証装置。
- 上記閾値設定部は、上記第2の算出部が算出する上記類似度の平均値および分散値に基づいて、上記入力される顔画像データと上記登録部に登録されている顔画像データとが同一人のものであるか否かを判断するための閾値を設定する請求項1に記載の顔認証装置。
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