JP2008158679A

JP2008158679A - 人物認証システムおよび人物認証方法

Info

Publication number: JP2008158679A
Application number: JP2006344775A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Mogi; 秀文茂木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】照合処理時間の短縮が可能となり、かつ、認証率精度の向上が可能となる人物認証システムおよび人物認証方法を提供する。
【解決手段】歩行者（移動する人物）を認証対象とした人物認証システムにおいて、顔照合処理を実施する前に事前に対象人物の顔画像以外の身体的特徴を取得し、取得した身体的特徴に基づき照合する顔画像を絞り込み、その後に顔照合処理を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、歩行者（通行者）を認証対象とし、当該歩行者が特定の位置に到達するまでに当該歩行者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しての顔画像と照合することにより当該歩行者はあらかじめ登録された人物であるかを判定する人物認証システムおよび人物認証方法に関する。

最近、歩行者を認証対象とした人物認証システムとして、入場対象エリアの入口（特定の位置）の近傍にカメラと表示部を配設し、入口のドアに向かって移動する歩行者（移動する人物）の顔認証を行なうものが考えられている。これは、入口のドアに向かって移動する歩行者の顔画像をカメラで撮像して入力し、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しての顔画像と照合することにより、当該歩行者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、入口のドアを開いて通行を許可し、そうでなければ、入口のドアを閉じたままにして通行を阻止するものである。
このように、歩行者が入口のドアに到達するまでに、顔認証処理を終了することで、あらかじめ登録された歩行者は立ち止まることなしに入口を通過できる。

ところが、この種の人物認証システムにおいては、当該システムの設置環境によっては、あらかじめ登録された辞書情報としての顔画像とは異なる傾向のある顔画像が入力される可能性があり、そのような状態においては正しく顔照合を行なえない可能性がある。

そこで、様々な場所に顔照合端末装置（カメラ含む）を設置することで、設置環境によらず、常に安定した認識性能での本人確認を行なうことを可能とした人物認識システムが公知である（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１６７４６号公報

従来の顔画像を利用した人物認証システムでは、照合処理に時間を要する問題がある。また、照合処理方法を簡略化することにより、照合処理時間を向上させることが可能となるが、その反面、認証率が悪化し、セキュリティ上の問題が発生する可能性がある。
特許文献１の技術では、様々な場所に顔照合端末装置を設置することにより、様々な場所で環境に左右されない人物認識を可能とするが、照合処理には時間を要する問題が残る。

そこで、本発明は、照合処理時間の短縮が可能となり、かつ、認証率精度の向上が可能となる人物認証システムおよび人物認証方法を提供することを目的とする。

本発明の人物認証システムは、移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証システムにおいて、認証対象となる人物の顔画像を取得する第１の画像取得手段と、この第１の画像取得手段により顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定手段と、この身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得手段により取得された顔画像をグループ化して登録する顔画像登録手段と、前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられ、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を除いた他の身体的特徴を取得する身体的特徴取得手段と、この身体的特徴取得手段により取得された身体的特徴に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出手段と、前記身体的特徴取得手段の前方で前記特定の位置の近傍に設けられ、前記身体的特徴取得手段を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第２の画像取得手段と、この第２の画像取得手段により取得された顔画像と前記顔画像抽出手段により抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合手段とを具備している。

また、本発明の人物認証システムは、移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証システムにおいて、登録端末装置と、処理装置と、前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられた情報取得端末装置と、この情報取得端末装置の前方で前記特定の位置の近傍に設けられた照合端末装置と、これらを通信可能に接続するネットワーク装置とを有して構成され、前記登録端末装置は、認証対象となる人物の顔画像を取得する第１の画像取得手段と、この第１の画像取得手段により顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定手段と、前記第１の画像取得手段により顔画像および前記身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲情報を前記処理装置へ送信する第１の送信手段とを具備し、前記処理装置は、前記登録端末装置の身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得手段により取得された顔画像をグループ化して登録する顔画像登録手段を具備し、前記情報取得端末装置は、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔を含む画像を取得する第２の画像取得手段と、この第２の画像取得手段により取得された画像を前記処理装置へ送信する第２の送信手段と具備し、前記処理装置は、さらに、前記情報取得端末装置の第２の画像取得手段により取得された画像に基づき当該人物の身長を求める身長算出手段と、この身長算出手段により求められた身長に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出手段とを具備し、前記照合端末装置は、前記情報取得端末装置を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第３の画像取得手段と、この第３の画像取得手段により取得された画像を前記処理装置へ送信する第３の送信手段と具備し、前記処理装置は、さらに、前記照合端末装置の第３の画像取得手段により取得された顔画像と前記顔画像抽出手段により抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合手段とを具備している。

また、本発明の人物認証方法は、移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証方法において、認証対象となる人物の顔画像を第１の画像取得手段により取得する第１の画像取得ステップと、この第１の画像取得ステップにより顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定ステップと、この身体的特徴設定ステップにより設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得ステップにより取得された顔画像をグループ化して顔画像登録手段に登録する顔画像登録ステップと、前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられた身体的特徴取得手段により、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を除いた他の身体的特徴を取得する身体的特徴取得ステップと、この身体的特徴取得ステップにより取得された身体的特徴に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出ステップと、前記身体的特徴取得手段の前方で前記特定の位置の近傍に設けられた第２の画像取得手段により、前記身体的特徴取得手段を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第２の画像取得ステップと、この第２の画像取得ステップにより取得された顔画像と前記顔画像抽出ステップにより抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合ステップとを具備している。

本発明によれば、顔照合処理を実施する前に事前に対象人物の顔画像以外の身体的特徴を取得し、取得した身体的特徴に基づき照合する顔画像を絞り込み、その後に顔照合処理を実施することにより、照合処理時間の短縮が可能となり、かつ、認証率精度の向上が可能となる人物認証システムおよび人物認証方法を提供できる。

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人物認証システムの構成を概略的に示すものである。この人物認証システムは、認証対象となる人物（歩行者）Ｍ１の顔画像を登録するための登録端末装置１０、後述する各種処理を行なう処理装置としての照合サーバ（たとえば、コンピュータ）２０、特定の位置としての例えば入場対象エリアの入口から所定距離離れた手前側に設けられ、入場対象エリアの入口に向かって移動する歩行者Ｍ２を検知する人物検知装置３０、人物検知装置３０の近傍に設けられ、歩行者Ｍ２の身体的特徴（この例では身長）を取得するための情報取得端末装置４０、情報取得端末装置４０の前方で入場対象エリアの入口の近傍に設けられ、歩行者Ｍ２の顔画像を取得するための照合端末装置５０、および、これらを通信可能に接続するネットワーク装置６０を有して構成される。

ここに、情報取得端末装置４０の設置位置と照合端末装置５０の設置位置との間隔Ｌは、この例では、たとえば、２ｍ〜３ｍに設定されているものとするが、これに限定されるものではない。

登録端末装置１０は、認証対象となる人物（登録する人物で、以降、認証対象者とも言う）Ｍ１の顔画像を取得する画像取得手段としてのビデオカメラ（以降、単にカメラと略称する）１１、および、認証対象者Ｍ１や係員に対して入力された顔画像や各種案内などを表示したり、認証対象者Ｍ１の顔画像を除いた他の身体的特徴としての身長の範囲を設定するためのタッチパネル付き液晶表示器１２などを有して構成される。

情報取得端末装置４０は、入場対象エリアの入口に向かって移動する歩行者Ｍ２の少なくとも顔を含むその周辺の画像を取得する画像取得手段としてのカメラ４１、および、歩行者Ｍ２や係員に対して各種案内などを表示するためのタッチパネル付き液晶表示器４２などを有して構成される。

照合端末装置５０は、入場対象エリアの入口に向かって移動する歩行者Ｍ２の少なくとも顔画像を取得する画像取得手段としてのカメラ５１、および、歩行者Ｍ２や係員に対して各種案内などを表示するためのタッチパネル付き液晶表示器５２などを有して構成される。

照合サーバ２０は、登録端末装置１０により設定された認証対象者Ｍ１の身長の範囲ごとに登録端末装置１０により取得された顔画像をグループ化して登録する顔画像登録手段、情報取得端末装置４０により取得された画像に基づき当該人物の身長を求める身長算出手段、この身長算出手段により求められた身長に対応したグループの顔画像を上記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出手段、および、照合端末装置５０により取得された顔画像と上記顔画像抽出手段により抽出されたグループの顔画像とを照合することにより当該人物（歩行者）はあらかじめ登録された人物であるか否かを判定する顔照合手段などを有して構成される。

次に、このように構成された人物認証システムの動作を説明する。
まず、顔画像の登録処理について図２に示すフローチャートを参照して説明する。登録端末装置１０において、係員の所定の操作により、カメラ１１で認証対象者Ｍ１の顔画像を撮像して取得する（ステップＳ１）。次に、係員の所定の操作により、当該認証対象者Ｍ１の顔画像を除いた他の身体的特徴としての身長の範囲を設定する（ステップＳ２）。

すなわち、登録端末装置１０内の図示しないメモリには、たとえば、図３に示すような各種身長の範囲とそれらに対応するグループ番号がデータテーブルの形で格納されていて、このデータテーブルがタッチパネル付き液晶表示器１２に表示される。係員は、この表示内容に基づき、当該認証対象者Ｍ１の身長が含まれる身長の範囲に対応するグループ番号をタッチパネル付き液晶表示器１２で設定する。たとえば、図３の例で具体的に説明すると、当該認証対象者Ｍ１の身長が「１５５ｃｍ」であった場合、当該身長は図３の「１５１〜１６０ｃｍ」の範囲に含まれるので、それに対応するグループ番号「２」を入力する。

こうして、顔画像の入力および身長の範囲の設定が行なわれると、登録端末装置１０は、入力された顔画像および設定された身長の範囲情報（グループ番号）を照合サーバ２０へ送信する（ステップＳ３）。照合サーバ２０は、登録端末装置１０から送信された顔画像を、図４に示すように身長の範囲ごとにグループ化して登録する（ステップＳ４，Ｓ５）。

すなわち、照合サーバ２０内の図示しないメモリには、たとえば、図４に示すような各種身長の範囲（グループ番号）ごとにグループ化された顔画像が格納されるデータテーブルが設けられている。照合サーバ２０は、登録端末装置１０から送信された身長の範囲情報と対応するグループに、登録端末装置１０から送信された顔画像を登録する。たとえば、図３および図４の例で具体的に説明すると、登録端末装置１０から送信された身長の範囲情報がグループ番号「３」であった場合（「１６１〜１７０ｃｍ」の範囲の場合）、そのグループ番号「３」に対応するグループに当該顔画像を登録する。

次に、顔画像の照合処理について図５に示すフローチャートを参照して説明する。情報取得端末装置４０の近傍には人物検知装置３０が設置されていて、この人物検知装置３０が入場対象エリアの入口に向かって移動する歩行者Ｍ２の接近を検知すると（ステップＳ１１）、情報取得端末装置４０において、カメラ４１が当該歩行者Ｍ２の少なくとも顔を含むその周辺の画像を撮像して取得する（ステップＳ１２）。

情報取得端末装置４０は、取得した画像を照合サーバ２０へ送信する（ステップＳ１３）。照合サーバ２０は、情報取得端末装置４０から送信された画像に基づき当該歩行者Ｍ２の身長を求める（ステップＳ１４）。

すなわち、情報取得端末装置４０により取得された画像内における歩行者Ｍ２の顔画像と、その周辺に存在する周辺情報（たとえば、顔画像の背景に存在する固定物の高さ等）との遠近間隔により当該歩行者Ｍ２の身長を算出する。ここに、上記顔画像の背景に存在する固定物とは、たとえば、歩行者Ｍ２が移動する通路に固定的に設置された机や公告媒体、あるいは当該通路の壁に固定された飾り物などが考えられ、これらは身長算出用として意図的に設置されていてもよい。

次に、照合サーバ２０は、算出した身長が含まれる身長の範囲に対応するグループを図４のデータテーブル内から検索し、検索したグループ内の顔画像（複数存在した場合はその全て）を抽出する（ステップＳ１５）。

次に、対象人物である当該歩行者Ｍ２が照合端末装置５０へ到着した際、照合端末装置５０において、カメラ５１が当該歩行者Ｍ２の少なくとも顔画像を撮像して取得し（ステップＳ１６）、取得した画像を照合サーバ２０へ送信する（ステップＳ１７）。

照合サーバ２０は、照合端末装置５０から送信された顔画像（以降、これを入力顔画像ともいう）をステップＳ１５で抽出されたグループ内の顔画像と照合し（ステップＳ１８）、グループ内の顔画像と一致するか否かを判定する（ステップＳ１９）。この判定の結果、入力顔画像がグループ内の顔画像と一致した場合、照合端末装置５０の表示器５２に照合一致として正常終了表示を行ない（ステップＳ２０）、たとえば、入場対象エリアの入口に設けられたドアを開錠して当該歩行者Ｍ２の入場を許可する。

ステップＳ１９における判定の結果、入力顔画像がグループ内の顔画像と一致しなかった場合、照合サーバ２０は、図４のデータテーブル内の残りの他のグループ内の顔画像と順次照合し（ステップＳ２１）、他のグループ内の顔画像と一致するか否かを判定する（ステップＳ２２）。

この判定の結果、入力顔画像が他のグループ内の顔画像と一致した場合、照合端末装置５０の表示器５２に照合一致として正常終了表示を行ない（ステップＳ２０）、たとえば、入場対象エリアの入口に設けられたドアを開錠して当該歩行者Ｍ２の入場を許可する。

ステップＳ２２における判定の結果、入力顔画像が他のグループ内の顔画像とも一致しなかった場合、照合サーバ２０は、照合端末装置５０の表示器５２に照合不一致として異常終了表示を行なうとともにブザーなどによる警告を行ない（ステップＳ２３）、たとえば、入場対象エリアの入口に設けられたドアを閉じたままに保持して当該歩行者Ｍ２の入場を拒否する。

このように、顔照合処理を実施する前に事前に対象人物の顔画像以外の身体的特徴、たとえば身長情報を取得し、取得した身長情報に基づき照合する顔画像を絞り込み、その後に顔照合処理を実施することにより、照合処理時間の短縮が可能となる。
また、複数の生体情報（実施の形態では顔画像と身長情報）を組合わせて使用することにより、１つの生体情報を使用した場合と比較して認証率精度の向上が可能となる。

なお、前記実施の形態では、身体的特徴として対象人物の身長を用い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、たとえば対象人物の体重、性別、体型などを用いてもよい。

本発明の実施の形態に係る人物認証システムの構成を概略的に示す模式図。顔画像の登録処理の流れについて説明するフローチャート。登録端末装置内のデータテーブル例を説明する図。照合サーバ内のデータテーブル例を説明する図。顔画像の照合処理の流れについて説明するフローチャート。

符号の説明

Ｍ１…認証対象となる人物（歩行者）、１０…登録端末装置、２０…照合サーバ（処理装置）、３０…人物検知装置、Ｍ２…歩行者、４０…情報取得端末装置、５０…照合端末装置、６０…ネットワーク装置。

Claims

移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証システムにおいて、
認証対象となる人物の顔画像を取得する第１の画像取得手段と、
この第１の画像取得手段により顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定手段と、
この身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得手段により取得された顔画像をグループ化して登録する顔画像登録手段と、
前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられ、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を除いた他の身体的特徴を取得する身体的特徴取得手段と、
この身体的特徴取得手段により取得された身体的特徴に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出手段と、
前記身体的特徴取得手段の前方で前記特定の位置の近傍に設けられ、前記身体的特徴取得手段を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第２の画像取得手段と、
この第２の画像取得手段により取得された顔画像と前記顔画像抽出手段により抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合手段と、
を具備したことを特徴とする人物認証システム。
前記身体的特徴は人物の身長、体重、性別、体型のうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１記載の人物認証システム。
前記身体的特徴は人物の身長であり、
前記身体的特徴取得手段は、前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられ、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔を含む画像を取得する第３の画像取得手段と、この第３の画像取得手段により取得された画像に基づき当該人物の身長を求める身長算出手段とを有して構成されることを特徴とする請求項１記載の人物認証システム。
前記身長算出手段は、前記第３の画像取得手段により取得された画像内における人物の顔画像とその周辺に存在する周辺情報との遠近間隔により当該人物の身長を求めることを特徴とする請求項３記載の人物認証システム。
移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証システムにおいて、
登録端末装置と、処理装置と、前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられた情報取得端末装置と、この情報取得端末装置の前方で前記特定の位置の近傍に設けられた照合端末装置と、これらを通信可能に接続するネットワーク装置とを有して構成され、
前記登録端末装置は、
認証対象となる人物の顔画像を取得する第１の画像取得手段と、
この第１の画像取得手段により顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定手段と、
前記第１の画像取得手段により顔画像および前記身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲情報を前記処理装置へ送信する第１の送信手段とを具備し、
前記処理装置は、
前記登録端末装置の身体的特徴設定手段により設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得手段により取得された顔画像をグループ化して登録する顔画像登録手段を具備し、
前記情報取得端末装置は、
前記特定の位置に向かって移動する人物の顔を含む画像を取得する第２の画像取得手段と、
この第２の画像取得手段により取得された画像を前記処理装置へ送信する第２の送信手段と具備し、
前記処理装置は、さらに、
前記情報取得端末装置の第２の画像取得手段により取得された画像に基づき当該人物の身長を求める身長算出手段と、
この身長算出手段により求められた身長に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出手段とを具備し、
前記照合端末装置は、
前記情報取得端末装置を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第３の画像取得手段と、
この第３の画像取得手段により取得された画像を前記処理装置へ送信する第３の送信手段と具備し、
前記処理装置は、さらに、
前記照合端末装置の第３の画像取得手段により取得された顔画像と前記顔画像抽出手段により抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合手段とを具備したことを特徴とする人物認証システム。
前記処理装置の身長算出手段は、前記情報取得端末装置の第２の画像取得手段により取得された画像内における人物の顔画像とその周辺に存在する周辺情報との遠近間隔により当該人物の身長を求めることを特徴とする請求項５記載の人物認証システム。
移動する人物が特定の位置に到達するまでに当該人物から取得した顔画像をあらかじめ登録された顔画像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否かを判定する人物認証方法において、
認証対象となる人物の顔画像を第１の画像取得手段により取得する第１の画像取得ステップと、
この第１の画像取得ステップにより顔画像を取得した人物の顔画像を除いた他の身体的特徴の範囲を設定する身体的特徴設定ステップと、
この身体的特徴設定ステップにより設定された身体的特徴の範囲ごとに前記第１の画像取得ステップにより取得された顔画像をグループ化して顔画像登録手段に登録する顔画像登録ステップと、
前記特定の位置から所定距離離れた手前側に設けられた身体的特徴取得手段により、前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を除いた他の身体的特徴を取得する身体的特徴取得ステップと、
この身体的特徴取得ステップにより取得された身体的特徴に対応したグループの顔画像を前記顔画像登録手段から抽出する顔画像抽出ステップと、
前記身体的特徴取得手段の前方で前記特定の位置の近傍に設けられた第２の画像取得手段により、前記身体的特徴取得手段を通過して前記特定の位置に向かって移動する人物の顔画像を取得する第２の画像取得ステップと、
この第２の画像取得ステップにより取得された顔画像と前記顔画像抽出ステップにより抽出されたグループの顔画像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否かを判定する顔照合ステップと、
を具備したことを特徴とする人物認証方法。